Способ определения угла наклона объекта

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1) 4 ОПИСАН К АВТОРСКОМ РЕТЕ 1,1 Я 5 У ВИ ЕТЕЛ бюроия Объеейдерское958,я иэме- глетехНАКЛОНА обдастизобреФог ГОСУДАРСТ 8 ЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГОБЪЕКТА(57) Изобретение относитсяизмерительной техники. Цел 801364 тения - упрощение измерений. Маятник1 устанавливают так, что ось качанияпроходит через точку О На маятнике1 закрепляют отсчетный индекс 2, острие которого при колебаниях описывает дугу 3 окружности радиуса К сцентром в точке О На пути движенияотсчетного индекса 2 на дуге 3 устанавливают п реперов с угловыми отметками А А А. Линия ОО, проходит через нулевую отметку. В процессе колебаний фиксируют время в момент совпадения положения отсчетногоиндекса 2 и репера. Определяют времяпересечения отсчетным индексом 2 неменее чем трех реперных точек и привычислении решают приведенную в описании систему уравнений, 2 ил, 364875х щ А,сов (и + (Ф ),(2)- значение амплитуды отклонения отсчетного индекса впроизвольный момент времениддф 1- гдесов, - е где х Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерениязенитных углов и азимутов скважин,Цель изобретения - упрощение измерений,На фиг. представлена схема измерения углов наклона; на фиг2 - график гармонических колебаний отсчетного индекса.Угол Ы, заключающийся между положением равновесия отсчетного индекса 0 и началом отсчета О, измеряют следующим образом.Устанавливают маятник 1 (фиг1),ось качания которого проходит черезточку О, и перпендикулярна плоскостиугла Ы, на маятнике закрепляют отсчетный индекс (указатель) 2, остриекоторого в процессе колебаний описывает дугу 3 окружности радиуса К сцентром в точке О,. На пути движенияиндекса 2, т.е. на дуге 3, устанавливают и реперов с угловыми отметкамиА , А , А А . Линия 00 прохоф афдит через нулевую отметку.В исходном положении (положенииравновесия) ось маятника совпадаетс линией 0,0, Для осуществления измерений маятнику 1, несущему отсчетный индекс 2, сообщают затухающие колебания с собственной круговой частотой или незатухающие вынужденные колебания, совершающиеся по гармоническому законуМеханические колебания могут бытьполучены способами, применяемыми вчасовых механизмах, а колебания электронного или лазерного луча - с помощью генераторов электромагнитнойэнергии.Уравнение затухающих колебанийимеет видх = А, е сов (со 1+ ,), (1)а незатухающих гармонических колебаний А, - начальное значение амплитуды (при Т = 0);- коэффициент затухания;- время- круговая частота колебаний;начальная фаза колебаний.В каждом периоде колебаний отсчетный индекс от начального положения10 А, проходит последовательно отметкиА , А , А А, затем в обратном11направлении А ф А ффАВ процессе колебаний фиксируют время вмомент совпадения положения отсчет 15 ного индекса и репера.На графике (фиг.2) обозначены:С , С , Си- значения времени1 ф 1 фпри последовательных совпаденияхотсчетного индекса с первым репером,20 имеющим отметку А,;значения времени С при совпадении отсчетного индекса с вторым реперомА и т.д. Сп гф н ф - с и-мпрепером А ,25 Значения амплитуды х отсчитываются от положения равновесия маятникаО,От, которое соответствует х=О (график пересекает временную ось С). Значение х = х, соответствует измеряе 30 мой величине, причем х= Ы при измерении углов (реперы установлены подуге).В моменты совпадения отсчетногокса с реперми А ф Афамплнтуда равна сумме значений отметки репера и измеряемой величиных =А + х в в х=А+х,х=Ап+х.Уравнение (1) в этом случае позволяет написать40 А,+ х=А,есов ц,; А,+ хА,есовГы( -Т )+Ч,3; А,+ х=А,е фсови(с , - )+ Ч,3; .",. (3) А +х А,есов и( ,-, ) + Ч)45Величины А, ив общем случаеонеизвестны, так как регистрацию процесса колебаний начинают в произвольный момент времени й1Решим три уравнения системы (3),например 1-е, 2-е и З-е, относительно известныхи х , предварительноо ьфисключив Ао,с-А, -А 1-есо в яд, )где г ,=т, -тВ случае незатухающих гармонических колебаний отсчетного индекса в(8), находим из соотношения, гдечТ = 2 икак видно из представленного нафиг.2 графика.В случае затухающих колебаний необходимо также определить коэффициент с, который входит в (4) и (5).Для этого измеряемую величину устанавливают равной нулю и задают начальную амплитуду колебаний, равнуюотметке отного из реперов, например АСистема уравнений (3) с учетомтого, что х= О, А 0 =А, и следовательно, юс =Оу начиная с второгоуравнения примет вид,-4 с,А =А, е совыТ;са 1 гА =А е совы 4 йг,А =А, есовхозе. (7) Решаем любое из уравнений (7), например первое, относительно (У1 нАгпА+1 псовыс,О,Определив на основании (6) и (8)круговую частоту ы и коэффициентзатухания /, подставляют их значения в (4) и (5) и находят величину х.Для нахождения измеряемой величины достаточно, чтобы система (3) содержала всего три уравнения. Следовательно, для осуществления иэмере ний по предлагаемому способу достаточно трех реперов.Если количество установленньм реперов больше трех, измеряемая величина может быть найдена с использованием различных сочетаний отметок реперов по три: А А , А,; А, А ,ЛАг, Аз, А и т.д т.е, число полу ченньк значений измеряемой величиныравно числу сочетаний из и реперовпо 3. Формула изобретения15 30 А+х=Ае "совы(С, -С)+ ,1,где х- угол наклона объекта;А - начальная амплитуда колесбаний;А,А- отметки реперов;коэффициент затухания; 35Т 1э время пересечения отсчетным индексом реперов;круговая частота колебаний;начальная фаза колебаний. 40 Способ определения угла наклонаобъекта, включающий задание колебаний отсчетному индексу, регистрацию его пересечений с реперными точками 20 и вычисление по полученным данным угла наклона, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения измереню, определяют время пересечения отсчетным индексом не менее чем трех реперные точек, а при вычислении решают систему уравнений1364875 ч чф Составитель В.ЛыковТехред М.Дидык В.Бутяг Корр ереши кт аказ 6578 Ти ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Мос