Датчик угла наклона

СОЮЗ СОВЕТСКИХсаивлпю си аРЕСПУБЛИК аЕ (111 Ь(51) 0 01 С 9/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТЮ(72) А.П.Бушмин и В.В,Хайрюзов (71) Кубанский ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственный институт(56) 1, Авторское свидетельство СССР У 9949 М, кл, О 01 С 9/06, 01,02.83.2. Авторское свидетельство СССР 9 769327,кл,О 01 С 9/06,07,10,80 (прототип),(54)(57) ДАТЧИК УГЛА НАКЛОНА, содер" жащий источник питания, регистрирующий прибор и последовательно расположенные источник света, диафрагму и фотоприемник, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью его упрощения и расширения диапазона угловых измерений, диафрагма выполнена в виде маятника в форме полудиска, а фото- приемник выполнен в виде фотопроводящего слоя, нанесенного на поверхность диэлектрического дискообразного основания с расположенными на нем тремя проводящими электродами, один из которых выполнен в виде замкнутого кольца и находится в центре, а два других, расположенных на периферии, выполнены в форме полуколец, изолированных одно от другого диаметрально расположенными диэлектрическими промежутками, при этом полу- кольцевые электроды подключены к Е разноименным полюсам источника пита" ния а кольцевой электрод через регистрирующий прибор подключен к среднему выводу источника питания.1138647 рирующий прибор 12,1Изобретение относится к измерительной технике и предназначено дляопределения угла наклона объектаотносительно горизонта и может бытьиспользовано в устройствах системавтоматической стабилизации движущихся объектов относительно верти-. "кали.Известно устройство для определения угла наклона, содержащее маятник, 1 Орасположенный внутри каркаса цилиндрической катушки, высокочастотныеопорный и измерительный автогенераторы, частотомер 1.13.Недостатками данного устройства 15являются малый диапазон измеренияуглов, наличие для питания устройстваи считывания информации специальныхгенераторов переменного напряженияи частотомера, низкая помехозащищенность датчика от воздействия внешнихмагнитных полей,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является датчик угланаклона,. содержащий подвижный маятник с закрепленными на нем источником света и фотоприемником, диафраг".му, выполненную в виде вращающегосядиска с отверстиями и расположенную30между источников света и фотоприемнй"ком, на оси диска жестко закрепленкулачок, связанный с контактной группой, Устройство также содержит источники питания, счетчики ияпульсовкоммутатор, шаговый двигатель и ре-, З 5гистрирующее устройство 23;Недостатками известного устройства являются его сложность, обусловленная наличием большого количестваразличных узлов и приспособлений, 40таких как счетчики импульсов, коммутатор кулачковый механизм с контактной группой, и низкая надежностъэа счет контактной системы коммута"ции счетчиков, расположения источни 45ка света и фотоприемника на подвижном маятнике, требующего гибких тоководводов. Кроме того; устройствоне позволяет осуществлять измеренияОуглов в пределах выше +45Цель изобретения - упрощение устройства и расширение диапазона угловых измерений,Указанная цель достигается тем, 55 что в датчике угла наклона, содержащем источннк питания, регистрируют щнй прибор и последовательно расположенные источник света, диафрагму и фотоприемник, диафрагма выполнена в виде маятника в форме полуднска, а фотоприемник выполнен в виде фотопроводящего слоя, нанесенного на поверхность диэлектрического дискообразного .основания с расположенными на нем тремя проводящими электродами, один из которых выполнен в виде замкнутого кольца и находится в центре, а два других, расположенные на периферии, выполнены в форме полуколец, изолированных одно от другого диаметрально расположенными диэлектрическими промежутками, при этом полукольцевые электроды подключены к разноименным полюсам источника питания, а кольцевой электрод через регистрирующий прибор подключен к среднему выводу источника питания.На фиг. представлена схема пред. лагаемого устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.3 - гра . фик зависимости выходного сигнала от угла наклона объекта.Датчик угла наклона содержит раст положенные по ходу светового лучадиафрагму 2, выполненную в виде маятника в форме полудиска, фотоприемник 3, выполненный в виде участков фотопроводящего слоя 4, нанесенного на поверхчость диэлектрического основания 5, На поверхности фотопроводящего слоя 4 расположены три прово-, дящих электрода - кольцевой 6 и полукольцевые 7 и 8, Электроды 7 и 8 изолированы один от другого диэлектрическими промежутками 9 и 10. Устройство содержит также источник 11 питающего напряжения и регист Устройство работает следующим об-разом. При закреплении устройства на контролируемом объекте датчик ориен тируют таким образом, что регистрирующий прибор 12 доказывает нулевое отклонение. Для освещения фотоприемника 3 может быть использован любой подходящий источник света постоянной ннтенсивности светового потока, Нулевое отклонение стрелки регистрирующего прибора 12 будет только в том случае, когда размеры освещенных участков фотопроводящего слоя 4, заключенных между соответствующими1138647 3полукольцевыми 7 и 8 и кольцевым 6 электродами равны,При наклоне объектафотоприемник 3 вместе с объектом меняет свое положение относительно вертикали и, диафрагмы 2, при этом меняются площади освещенных участков фотопроводящего слоя 4;. а следовательно, и их сопротипления, что приводит к появлению выходного сигнала в цепи регистри О рующего элемента. Полярность выходного сигнала зависит от направления смещения диафрагмы 2 вправо, влево ), а амплитуда пропорциональна величине смещения ( углу наклона ).15В качестве фотопроводящего слоя используют полупроводниковый материал Сд 5 е, нанесенный путем термического испарения в вакууме на ситалловую подложку.в виде кольца, в качестве электродов - индий или А. Диаметр диска фотоприемника 2 смширина электродов 2 мм. При освещении по" рядка 1000 лк выходной сигнал имеет линейную выходную характеристику с 25 нулем по середине. Погрешность определения угла составляет около 1 Х. В качествещаятннка используют свинцовую пластицу, ось качания которой совпадает с центром диска фотоприемника и закреплена,.на опорном шарикоподшипнике, в качестве регистрирующего прибора - микроамперметр М.Предлагаемое устройство значительно проще в изготовлении и эксплуатации по сравнению с известными. Кроме того, в нем отпадает необходимость в контактной системе коммутации и гибких токоподводах, так как фотоприемник закреплен относительно-объекта измерения неподвижно, что повышает надежность устройства, расширяется диапазон угловых измерений, составляющий ф 90 ф, Нулевое положение выходного сигнала находится на середине выходной характеристики, и при переходе через, нулевое положение меняется полярность выходного сигнала, тем самым отпадает необходимость в использовании фоточувствительных устройств для определения направления отклонения.При этом легко осуществить демпфирование маятника, выполнив его из ферромагнитного материала, и появляется возможность предупреждения ава-. рии путем установки заданного крити- ческого угла наклона, большее откло-, нение которого вызывает сигнал датчика.1138647 тель Г,ПрудниковС.йовжий . Корректор,М,Максимиш Тираж 65 ПИ Государствделам иэобр осква, ЖЭак нно ни аушск иал ППП "Пятен Ужгород, ул. Прое я Сос тор С.СаенкоТех