Двухкоординатный наклономер

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 01278 (21) 2691977/18-10 с присоединением заявки Мо 6 01 С 9/12 О 01. С 9/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса(54) ДВУХКООРДИНАТНЫИ НАКЛОНОМЕР Изобретение относится к области измерительной техники, а именнб к приборам для измерения углов наклона объектов относительно горизонта. 5Известны устройства для измерения углов наклона объектов в двух,взаимно перпендикулярных плоскостях, содержащие чувствительный элемент маятникового типа, подвешенный к корпусу 1 р с помощью магнитного подвеса, и индикатор 11 .Известны устройства для измерения угла наклона, содержащие корпус, маятник на аэростатическом подвесе и электрические преобразователи 2 13, 4 Ь 3Недостатком известных устройств яляется сложность конструкции, значительные габариты из-за наличия систе О мы сжатого воздуха.Ближайшим к изобретению по технической сущности является устройство для определения углов наклона объекта относительно горизонта, содержа щее маятник, сопряженный с корпусом, сферической поверхностью большого радиуса, систему создания воздушной подушки между маятником и корпусом и измерительные преобразователи 161,Недостатком этого устройства является невысокая, точность измерения из-за большого турбинного момента, имеющего место в известных конструкциях с ненагруженными подушками- и приводящего к изменениям небольшого статического равновесия опоры или даже появлению переменных во времени сил или моментов, приводящих к вращению ненагруженной опоры, а также сложность конструкции, требующей наличия системы сжатого воздуха.Цель изобретения - повышение точности измерения, и уменьшение габаритов.Цель достигается тем, что в наклономер, содержащий корпус, маятник, сопряженный с корпусом сферической поверхностью, систему создания воздущной подушки между маятником и корпусом и преобразователь, введен генератор высокочастотных колебаний, а часть корпуса, сопряженная с маятником, выполнена в виде резонатора, к нижней части которого прикреплен преобразователь в виде пьезокерамического диска с осевой поляризацией, один электрод которого раэдеР.Ю.Бансевичюс, А.В.Бусилас и К.М.Рагульскислен на три симметричные части, присоединенные через переменные резисторы к генератору высокочастотныхколебаний.На фиг. 1 изображен общий виддвухкоординатного накяономера, нафиг. 2 - его электрическая схема.В корпусе 1 наклономера установ-лен маятник 2, сопряженный с корпусом 1 сферической поверхностью 3большого радиуса. На корпусе уста- рновлено четыре измерительных преобразователя 4. Часть корпуса 1, котораясопряженная с маятником 2сферической поверхностью 3, выполнена в виде резонатора 5, К нижнейчасти резонатора прикреплен пьезоэлектрический преобразователь в видепьезокерамического диска 6, одинэлектрод 7 которого разделен на трисимметричные части 8, присоединенные через переменные резисторы 9 к 20генератору 10 высокочастотных электрических колебаний. Для подключенияк электрической схеме на корпусенаклономера установлен разъем 11.Наклономер работает следующим 25образом.При подключении генератора 10электрических колебаний к электродампьезокерамического преобразователяупругая система, состоящая из пьезокерамического диска б и резонатора5 начинает совершать колебания наодной из высших частот (например,третьей). Эти высшие формы колебаний упругой системы будут иметь (например, две) узловые окружности,на которых при колебаниях перемещения равны нулю, В точках узловыхокружностей и крепится резонатор 5к корпусу 1. Между резонатором 5и маятником 2 (в сферическом части) 10создается сжимаемая воздушная по душка толщиной от 1-10 мкм в зависимости от амплитуды колебаний резонатора 5. Трение между маятником2 и опорой-резонатором 5 почти полностью исключается.При наклоне корпуса 1 наклономера,а следовательно и объекта, на котором он установлен, маятник 2 сколь 1 фзит над резонатором 5 с малой скоростью без трения, и когда потенциальная энергия будет минимальна, займетсамое низкое положение. Следовательно изменяется расстояние между маятником 2 и измерительными преобразователями 4, установленными на коРпусе 1, В результате этого с преобразователей снимается сигнал, пропорциональный углу наклона.Так как демпфирование в системе очень мало (из-за ничтожного трения) а частота собственных колебаний маятника большая, обеспечивается высокая чувствительность наклономера, по обеим координатам.Экспериментально исследовался действующий образец двухкоординатного наклономера, габаритами 40 х 30 с частотой питания пьезокерамического преобразователя, равной 87 кГц. В качестве преобразователей применялись индуктивные измерительные преобразо" ватели с соответствующей электронной аппаратурой. Исследования показали, что точность измерений углов наклона объектов относительно горизонта по- высилась в 30, а достигаемая чувствительность измерений лежит в преде,лах 1 ф 10- 110угл. сек.Формула изобретения,Цвухкоординатный наклономер, содержащий корпус, маятник, сопряженныйс корпусом сферической поверхностью,систему создания воздушной подушкимежду маятником и корпусом и преобразователь, о т л и ч а ю щ и й с ятем,. что, с целью повышения точностиизмерения и уменьшения габаритов, внего введен генератор высокочастотных колебаний, а часть корпуса,сопряженная с маятником, выполненав виде резонатора, к нижней частикоторого прикреплен преобразовательв виде пьезокерамического диска сосевой поляризацией, один электродкоторого разделен на три симметричныечасти, присоединенные через переменные резисторы кгенератору высокочастотных колебаний.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 226865, кл, С 01 С 9/06, 22.08,67.2. Авторское свидетельство СССРР 111245, кл, С 01 С 9/10, 22.10.56.3. Авторское свидетельство СССРР 558146, кл, С 01 С 9/02, 22. 06. 75,4. Авторское свидетельство СССРР 553443, кл. С 01 С 9/00, 04,10.74.5, Патент США Р 2972193,кл. 33-205, опублик, 1961,б. Авторское свидетельство СССРР 180364, кл. С 01 С 9/10, 10.03,65767515 Составитель Л. КолюбакинаТ. Рыбалова Техред Н,Граб Корректбр М, Демчик Редакто оное филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная Заказ 7227/54 Тираж ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 113035, Москва, Ж, 01 По ого комитета СССР ний и открытий аушская наб д. 4