Датчик угла наклона

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИБДЬСТВУ Союз Советскии Социалистических Республик(23) Приоритет(43) Опубликован явкиГасударственный комитет Совете Министров СССР па делам изобретений и открытий5.02,77,Бюллетень5 К 528,54 (088,8 45) Дата опубликования описания 18,03.7 Ю. С, Грин М, Кацман и С, Ф. Павл 72) Авторы изобретения 1) Заявитель Всесоюзный научно- исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела(54 ЧИК УГЛА НАКЛОНА ся к приборострое вам, измеряюшим Изобретв частности е относи устройс объекта,тн ости, в афах, укложет быть исполь угол наклон рокатываемых вручномерах и т.п. при зовано, в час ную профилог ите оззрасмерении. Известны прокатываемые вручную профилографы и уклономеры, такие как нивелир- автомат Артанова, профилографы рельсовь 1 х путей, где в качестве датчика угла наклона используется физический маятник. Во всех этих приборах величина периода собственных колебаний маятника устанавливалась произвольно, как следствие его конструктивных параметров - габаритов, требуемой точности, типа отсчетной системы и др. При зтом величина периода собственных колебаний маятника лежит в пределах 0,5-0,8 сек 1, 21.Существенным недостатком датчиков зтого типа является их высокая чувств льность и влияние продольных ускорений, что ведет к значительному снижению точности Продольные ускорения, вэздеиствующие на маятник, складываются из синусоидальных короткопериодических ускорений (с периодом 0,6-0,8 сек), вызываемых изменением скэрэсти в течение одного шага оператора, и длительных ускорений, вызываемых колебаниями средней скорости и нэсяших хаотический характер.Известен датчик угла наклона, преимушественнэ для прэфилографа, прокатываемого вручную, содержащий одностепенный физический маятник, демпфер, отсчетное и компенсирующее устройство. Недостатком датчика является его низкое быстродействие, вызываемое неизбежньгми люфтами кинематических цепей и инерционностью электрических цепей, Вследствие зтого коротко- периодические ускорения практически не уст раняются, что приводит к некоторому увеличению случайной погрешности измерений при малых углах наклона трассы, а пи движе - нии по трассе с уклоном более 2 вследствие неперпендикулярности направления ко копериэдических ускорений и вертикали в яикает систематическая погрешность, вотающая с увеличением уклона. Для устранения погрешности необходимо, чтобы периодсобственных колебаний маятника не менеечем в 2-3 раза превышал период короткопериодических ускорений, Однако такое увели чение периода колебаний маятника путем увеличения его длины создает весьма значительные конструктивные трудности и требуетрезкого увеличения мощности демпфера,Цель изобретения - упрощение датчика и 10уменьшение динамических погрешностей отколебаний скорости.Цель достигается тем, что компенсирующее устройство выполнено в виде двух инерционных масс, жестко укрепленных на концах горизонтальной штанги, закрепленной наэси подвеса маятника перпендикулярной ей,причем масса и штанга сбалансирэваны относительно оси подвеса маятника,Величину инерционных масс и длину штан ги целесообразно выбрать из выражения:2Т тостСгде М - величина одной инерционной массы;- расстояние между центрами тяжести инерционных масс,Т - требуемый период колебаний,3 - момент инерции маятника (безинерционных масс) относительноточки подвеса,тл - масса маятника,Я - длина маятника.На чертеже из ображена принципиальнаясхема предлагаемого датчика.Датчик содержит маятник 1 с осью подвеса 2, штангу 3 с двумя инерционными массами 4 на концах; штанга сбалансированаотносительно оси подвеса. Размеры штангии величина инерционных масс подбираютсятак, чтобы период колебаний составлял 1,8-2,0 сек. Достигаемое таким образом увеличение периода колебаний позволяет сохранить45первоначальную длину маятника и не требуетувеличения мощности демпфера 5, поскольку штанга сбалансирована относительно осиподвеса и не реагирует на ускорения.При движении профилографа маятник заодин период собственных колебаний испытывает воздействие нескольких коротко-периодических ускорений, взаимно исключающих друг друга, вследствие чего погрешность измерений резко уменьшается, Так систематическая погрешность полностью устраняется во всем угловом диапазоне, а случайная погрешность измерений уменьшается на 10-1 5%,Формула изобретения 1, Датчик угла наклона, преимущественно для профилографа, прокатываемого вручную, содержащий одностепенный физическиймаятник, демпфер, отсчетное и компенсирующее устройства, о т л и ч а ю ш и й с ятем, что, с целью его упрощения и уменьшения динамических погрешностей эт колебаний скорости, компенсирующее устройство выполнено в виде двух инерционных масс, жест-ко укрепленных на концах горизонтальнойштанги, закрепленной на эси пэдвеса маятника перпендикулярно ей, причем массы иштанга сбалансированы относительно оси подвеса маятника,2. Датчик угла наклона по п,1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что величину инерционных масс и длину штанги выбирают извыражения,ф 2 Г - 23,Т тл 3где М - величина одной инерционнэймассы,- расстояние между центрамитяжести инерциэнных масс,Т - требуемый период колебаний,- момент инерции маятника (безинерционных масс) относительно точки политеса,тп - масса маятника,- длина маятника,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1, Авторское свидетельство СССР195132, кл, Ст 01 С 7/04, Э 01 С 9/06,24.02.66,2, Авторское свидетельство171121,кл, Ь 01 С 7/04, 30,12,63,3, Авторское свидетельство86848, кл.6 01 С 7/04, 1950 - прототип.Составитель Л, КолюбакинаРедактор С. Титова Техред М. Левицкая Корректор В. Зорина 3 25аказ 1/3 Тираж 879 ПодписноеЦНИИПИ Гос аосударственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП ."Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4