Наклономер

(51)5 НИ ОБРЕТЕНТЕЛЬСТВУ ОРС КОМУ ледовательского инсриборостроения Клягин, В.Ю,Макаров, единонные способы иэмеНедра, 1982, с,73-74. етельство СССР15/13, 1985. сокоточное опреденостей и обьектов в измерения а( аиэ,= но располоГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(57) Использование;ление уклонов повер Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения углов наклона различных поверхностей и объектов в гравитационном поле Земли,Целью изобретения является упрощение конструкции наклономера и повышение точности за счет уменьшения влияния ошибок, обусловленных погрешностями упругого подвеса.На фиг.1 представлена злектрокинематическая схема наклономера; на фиг.2 условно показано расположение элементов в наклономере при измерении угла.Наклономер содержит корпус-магнитопровод 1, в котором на упругом подвесе 2 гравитационном поле Земли. Сущность изобретения: устройство содержит маятник, установленный в корпусе на горизонтальном упругом подвесе. Датчик угла подключен к инвертирующему входу, нагрузочный резистор - к неинвертирующему, а датчик момента - к выходу дифференциального усилителя обратной связи, К общей точке дифференциального усилителя обратной связи .подключен компенсационный резистор, другим выводом соединенный с нагруэочным резистором, подключенным к выходу датчика момента, Номинал компенсационного резистора зависит от геометрии устройства и свойств упругого подвеса, 2 ил. установлена подвижная часть 3 с маятником ф 4, датчик 5 угла, дифференциальный усили тель 6 обратной связи, рамку 7 на подвиж-ной части 3, магниты 8 датчика момента, Я расположенные на корпусе 1,нагруэочный ф, резистор 9 и компенсационный резистор 10 р (расположенный, например, на внешней стороне корпуса). Выход датчика 5 подключен к инвертирующему входу усилителя 6, выход усилителя 6 через рамку 7 и нагрузочный резистор 9 подключен к неинвертирую-, й щему входу усилителя 9 и общей точкой усилителя 6.На фиг.2 показан вариант наклономером предельного угл 90 ), при этом пунктиром показаО = (агст 9 - , ) Кд,уЬ 25где Ь- величина механического провиса уп- свругого подвеса,м; об- длина активного элемента датчика ляугла, м; меКд,у, - коэффицИент передачи датчика 5 30 упугла, В/рад,. ноа - угловое смещение упругого подве- обса 2, обусловленное жесткостью обратнойпосвязи, рад; зиКд.м, - коэффициент передачи электри свческой цепи датчика момента, А/В; коКу - коэффициент усиления дифферен- нциального усилителя 6 обратной связи, иНаклономер работает следующим об- .горазом. Корпус 1 устанавливают посадочной 40 типлоскостью на объект в гравитационном по- оле Земли таким образом, чтобы измерительная ось, проходящая через центр тяжестимаятника 4, была параллельна посадочнойплоскости и расположена в вертикальной 45. "плоскости измерения угла наклона объекта,при этом на маятник 4 действует инерционный момент, обусловленный составляю. щей силы тяжести, который отклоняетподвижную часть 3 на упругом подвесе 2 50относительно корпуса 1, что регистрируетсядатчиком 5 угла, преобразующего угловоесмещение подвижной части 3 в выходнойЭлектрический сигнал, поступающий на инвертирующий вход усилителя 6, с выхода 55которого сигнал поступает в рамку,7 датчикамоМента, создающего за счет взаимодейст. вия тока в рамке 7 с магнитным полем постоянных магнитов 8 в рабочем зазоре,образованным корпусом-магнитопроводом Вк О аК д.у, КуКд.м, где О = (агсщ - ) КдуЬ жение маятника 4 на упругом подвесе 2 в корпусе 1 без учета провиса упругого подвеса, а реальное расположение маятника 4 будет. определяться также и провисом Ь упругого подвеса, обусловленным дейст вием гравитационных сил. Величина- расстояние от маятника 4 до датчика 5 угла на корпусе 1 (длина активного элемента датчика 5 угла, расположенного на подвижной части 3, например, заслонки фотодатчика). 10Сопротивление компенсационного резистора 10 соответствует величине определенной выражением гдейк - сопротивление компенсационногорезистора, Ом;О - величина компенсационного напряжения, В; 1 и магнитами 8, противодействующий момент, уравновешивающий действие инерционного момента. Ток обратной связи вцепи рамки 7 датчика момента является эквивалентом измеряемого угла наклона,При измерении достаточно больших углов наклона, а также при наличии ускорениявдоль измерительной оси происходит помимо углового отклонения подвижной части 3линейное смещение подвижной части 3 изза провиса упругого подвеса 2, что компенсируется падением напряжения нарезисторе 10 за счет полбжительной обратной связи; в результате выходное напряжение на нагрузочном резисторе 9пропорционально только углу наклона подвижной части 3 беэ влияния линейнЬгосмещения упругого подвеса 2,Формула изобретенияНаклономер, содержащий маятник, установленный в корпусе на горизонтальномупругом подвесе, датчик угла и датчик момента, подключенные соответственно к инвертирующему входуи выходуфференциального усилителя обратнойязи, и нагрузочный резистор, связанный сщей точкой дифференциального усилитеобратной связи и с выходом датчика монта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что; с цельюрощения конструкции и повышения точсти за счет уменьшения влияния ошибок,условленных погрешностями упругогодвеса, ой снабжен компенсационным рестором, через который осуществленаязь нагрузочного резистора с общей точй дифференциального усилителя обратой связи, неинвертирующий вход которогоодключен к точке соединения нагрузочнои компенсационного резисторов, а сопро-вление Як компенсационного резисторапределено выражением а - угловое смещение упругого подвеса,обусловленное жесткостью обратной связи.рад; Кд,у, - коэффициент передачи датчика угла, В/рад; Кд,м, - коэффициент передачи датчикамомента, А/В, Ку - коэффициент усиления дифференциального усилителя обратной связи:1812427 Составитель В.МакаровТехред М.Моргентал Корре М. Демчи Редакт аказ 1570 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарин Ь - провис упругого подвеса, обусловленный воздействием гравитационных сил на элементы устройства, м; 1 - расстояние от поверхности маятникадо корпуса в месте установки датчикаугла, м.