Датчик угла наклона

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСецйлистнчвсиихРвслублии(51)М. Кл. 6 01 С 9/12 3 Ьфударатааенй кемитет ь.ьСР ии деиам изойрвтеиий и открытийДата опубликования описания 23.09,81(71) Заявитель Каунасский политехнический институт им.Антанаса Снечкуса(54) ДАТЧИК УГЛА НАКЛОНА Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам для определения угла наклона объектов по отношению горизонта.Известны датчики угла наклона объ. ф екта относительно горизонта, содержащие корпус, маятник, аэростатический подвес 13 и 23Недостатками этих устройств является сложность конструкций, громоздкость источников внешнего наддува и магистралей подачи сжатого воздуха.Наибблее близким к изобретению по технической сущности и,достигаемому результату является датчик угла натрубку с расположенным в ней чувствительным элементом маятникового типа (31.Однако это устройство имеет недостаточную чувствительность,недостаточную чувствительность.. Цель изобретения - повышение чувствительности датчика. Поставленная цель достигается тем,что в датчике угла наклона, содержащем корпус, радиально ивогнутуютрубку с расположенным в ней чувствительйым элементом маятникового типа,по обоим концам изогнутой трубки вмонтированы плоские мембраны, к которымжестко прикреплены пьезокерамическиевибровозбудители, оси поляризациикоторых расположены перпендикулярнорадиусу кривизны трубки,На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства,разрез,В изогнутой по радиусу трубке 1,изготовленной из упругого и прозрачного материала, например стекла,свободно помещен шарик 2. По торцевымчастям трубки вмонтированы плоскиемембраны 3, к которым прикреплены,например припаяны малогабаритные пьезокерамические вибровозбудители 4,оси поляризации которых расположеныперпендикулярно радиусу кривизны сре"20 Формула изобретения 3 8 диной геометрической линии трубки, которая с обоих концов закрыта заглуш ками 5 и помещена в корпусе б.Устройство работает следукнцим образом.С помощью пьезокерамических вибровозбудителей 4 возбуждаются механи" ческие колебания в направлении,перпендикулярном плоскости мембраны, которые через газовую среду, например воздух, и упругую трубу 1 передаются к контактным поверхностям трубки 1 и шарика 2 и снижает между ними трение. Из-за снижения сил сопротивления движению высокочастотными колебаниями в контактных поверхностях трубки, шарик под действием тангенциальной составляющей силы собственного веса занимает положение равновесия относительно базовой плоскости кЬрпуса б на изогнутой внутренней поверхности качения трубки, Отсчет угла наклона проводится визуально по отградуированной шкале, прикрепленной на наружной поверхности трубы на чертеже показана утолщенной линией), Для более точного проведения измерений вместо шкалы крепится заранее откалиброванный фотоэлектрический преобразователь 1 на чертеже не показан), реагирующий на величину отклонения шарика в трубе. Фотоэлектрический преобразователь электрически соединен с усилителем электрического сигнала, на который реагирует индикаторное устройство 1 на чертеже не показано) . Для уменьшения звукового шума трубка закрыта с концов заглушками 5.Чувствительность датчика зависит от амплитуды механических контактньг. колебаний между контактными поверхностяж трубки и шарика, Чем больше амплитуда контактных колебаний,тем ббч 09более снижаются силы сопротивлениядвижению, которые придерживают шарикв приподнятом положении относительногоризонтали. Наиболее эффективнымиколебаниями являются контактно-резонансные колебания в нормальномнаправлении, при которых силы сопротивления, действующие на шарик, приближаются к нулю.Проведенные экспериментальные опыты изготовленного макета наклономера с датчиком показали, что при питании пьезокерамических вибровозбудителей мощностью до 0,2 В на контактнорезонансных частотах колебаний силысопротивления практически снизилисьдо нуля, а чувствительность измерений наклономером была достигнута0,1 угловой секунды. Датчик угла наклона, содержащий25 корпус, радиально изогнутую трубку срасположенным в ней чувствительнымэлементом маятникового типа, о т л иа ю щ и й с я тем, что,с цельюповышения чувствительности., по обоимконцам изогнутой трубки вмонтированыплоские мембраны, к которым жесткоприкреплены пьезокерамические вибровозбудители, оси поляризации которыхрасположены перпендикулярно радиусукривизны трубки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРФ 180364, кл. 6 01 С 9/1 О, 10,03.65.2, Патент США М,кл. 33-205, 1961.3. Авторское свидетельство СССРУ 513249, кл. 6 01 С 9/02, 28.10,7+866409 Составитель Л. КолюбакинаРедактор В.Еремеева Техред М.Голинка Корректор Л.Бок Заказ 8059/ВН филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 64 Тираж ИИПИ Государствен по делам изоб 13035, Москва, Жго ко тений Рауш Подписнотета СССРоткрытийая наб.,