Устройство для определения углов наклона

Номер патента: 1654656

Авторы: Беспалов, Головко, Куликовский, Рощупкин

ZIP архив

Текст

(05 601 С 9/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕН АЛЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский институт прикладной геодезии(56) Авторское свидетельство СССР Ря 558148, кл, 6 01 С 9/02, 1975.Авторское свидетельство СССР 1 Ф 451909, кл, 6 01 С 9/12, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВ НАКЛОНА 2(57) Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано для контроля отклонения объекта от вертикали в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. С целью повышения точности четыре попарно взаимно перпендикулярных пьеэокерамических чувствительных элемента 1, 2, 3, 4 обжимают с равной силой в горизонтальной плоскости груз 7 маятника. При отклонении объекта от вертикали происходит перераспределение сил обжатия пьезокерамических элементов 1, 2, 3, 4 грузом 7, ведущее к изменению выходного напряжения, поступающего на схему сравнения сигнала, 5 ил,Изобретение относится к геодезическому приборостроенво, в частности к устройствам контроля отклонения объекта отВертикали В дВух Взаимно п 8 рпендикулярных плоскостях, наприм 60 калОнн,при ман"таже сооружений,Целью изобретения является повыыение точности,На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - функциональная сх 8 ма предлаГаемОГО устройства; нафиг,З - схема размещения элементов блоказадержки сигнала; на фиг.4 - сечение А-А нафиг.З; фиг,5- пьезострикционный блок микроперемещений,Устройство содержит блок А задержкисинала, блок Б сравнения сигнала и блок Виндикации. Блок Б сравнения сигнала имеетобратную связь с блоком А задержки сигнала,БлОк А зад 8 ржки сиГнала состоит из ч 8 тырех Взаимно пеопендикулярных пьезострикционных блоков 1-4 микроперемещенлйи маятника, имеющего возможность влртуальных квазиперемещений, состоящего изжесткой нити 5, закрепленной шарнирно ккорпусу 6 устройства и жестко к грузу 7маЯтника, обжатагос равной силой пьезостгционн и блолм 1-л микраперемещений, закрепленными жестко к корпусу бустройства,При зтом пьезострикционный блок микроперемещений состоит из пьезакерамических пластин 8, соеДин 8 нных между сОбайчерез такапрОВОДЯщи 8 проклаДки 9, ДлЯснижения управляощего напрчжения токопроводящие прокладки 9 электрически соединены параллельно, а механически -и Осл едовател ьн О.Блок Б сравнения сигнала состоит изимпульсного генератора 1 О напряжения, делителя 11 частоты, фильтра 12 низкой частоформирават 6 леЙ 13-15 импульсов икомпаратаров 10 и "7.Блокиндикавии состоит из схм 3 и19 совпадении двоичных счетчиков 2 О и 21деюифраторав 22 и 2 З и цифравьс( индикаторов 24 и 25,Импульсный генератор 19 напрккеняпоследовательна соединсн с дели Гелеь 1частоты, фильтром 2 низко. Частоты. формирователем 13 импульсов и параллельнасо схемами 18 и 19 совпадений, ВыхОДЫ которых пОдс 08 динены к Вхсдам двоичныхсчетчиков 2 О и 21, которые через деиифрвторы 22 и 23 соеДинены с цифровыми индикаторами 24 и 25. Выход формирователя 1 Зимпульсов соединен с входами компараоров 16 и 17 и вхОДами Двоичных счетчиков20 и 21.16Т 12 =где и - число разрядов счетчика.Фильтр 12 низкой частоты и делитель 11частоть, необходимы для синхронизации частот, что позволяет повысить точность измерений в 2-З раза,ВыхОДнО 8 напряжение с фильтра 12низкой частоты подается на блок А задержки, состоящий из пьезострикционных блоков микооперемещений, и формирователь 13 импульсов, Соединение пьезострикциониых блоков 1-4 микроперемещений злектрически параллельно, а механически по "лелпввтельно увеличивает Выходной сигнали пОроГОвую чувствительность блока А задержки, а также снижает управляющее напря(енле, Выходное напряжение пьезострикционных блоков микроперемещений 1 ссответствекно В ОДной плоскости блокоВ1, 2, В дргой блоков. 3 и 4) подается на варми. Ова" ли 1 1 и 1: импу ьсовФормирователи 13-15 импульсов фиксируют моменты перехода напряжений через нуль, например при переходе положигелььой полуволны к отрицательной, и выДаат КОРОТКИЕ ИМПУЛЬСЫ, ПОСтУПаЮЩИЕ На компараторы ":б и 17. На выходе компараторов 18 и 17 формируются временные интераальь прапарцианальные фазавому сдВиГу Кроме того, выход фильтра 12 низкихчастот соединен с входами пьезострикционных блоков 1-4 микроперемещений, выходыкоторых соответственно выходы блоков 1,5 2 и 3, 4) соединены с входами формирователей импульсов 14 и 15, выходы которых соединены с входами компараторов 16 и 17.Выходы компараторов 16 и 17 соединены свходами схем 18 и 19 совпадений .1 О Устройство работает следующим обраЗОМ.Перед началом работы устройство устанавливают на контролируемый объект иориентируют его продольную ось (при вер 15 тикальнсм положении устройства продольная его ось параллельна нити маятника вотвесном положении) по предварительнонанесенным на контролируемый объект рискам, по которым определяется его верти 2 О кальное положение,.Пссл 8 Включения питаниЯ импульсныЙгенератор 10 напряжения, работающий нафиксированнол частоте, посылает сигнал наделитель 11 частоты и схемы 18 и 19 совпа 25 дений, Низкочастотный фильтр 12 выделяетпервую гармонику сигнала с делителя 11частоты и, таким образом, на выходе фильтра 12 ОдразуетсЯ синусаиДальна 8 напрЯжение с астотойЗОмежду сигналами, прошедшими через формирователь 13 импульсов и формирователи 14 и 15 импульсов, Преобразование временных интервалов в число импульсов производится импульсным генератором 10 напряжения (задающий масштаб преобразования) и схемами 18 и 19 совпадений.Число импульсов й, подсчитанных двоичными счетчиками 20 и 21, связано с измеряемым перемещением д пьезострикционных блоков 1-4 микроперемещений выражениемМ =-у - 2",Причем перемещение д связано функциональной зависимостью с силой давления груза 7 маятника на пьезострикционные блоки 1-4 микроперемещений, а следовательно, и с углом отклонения контролируемого объекта от вертикали,Число разрядов параллельного двоичного кода, определяемого по известной формуле и = 092 Мкв,где Йкв число шагов2 лквантования Лд, равное , снимаемого с выходов двоичных счетчиков 20 и 21, подается через дешифраторы 22 и 23, на цифровые индикаторы 24 и 25, характеризующие в цифровом виде отклонение контролируемого объекта от вертикали по двум плановым координатам.Если контролируемый обьект находится в вертикальном положении, то временные разности на выходах компараторов 16 и 17 соответствуют временным разностям, полученным при компарировании устройства в лабораторных условиях,При отклонении объекта От вертикали в блоке А задержки сигнала происходит механическое перераспределение сил обжатия пьеэострикционных блоков 1-4 микроперемещений грузом 7 маятника, ведущее к изменению выходного напряжения, поступающего на блок 6 сравнения сигнала. При этом изменяется число импульсов й, подсчитываемых двоичными счетчиками 20 и 21, а следовательно, и значение на цифровых индикаторах 24 и 25. Это значение соответствует величине отклонения объекта от вертикали в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.Предлагаемое устройство позволяет повысить точность контроля вертикальности,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 расширить область применения (например, использовать устройство в качестве электронного уровня или для определения превышения между двумя точками тригонометрическим нивелированием) и повысить производительность работ эа счет применения чувствительного элемента в виде блока задержки сигнала, исключающего погрешность, зависящую от температуры, исключения ошибки, зависящей от люфтов, зазоров, так как применение пьезострикционных блоков микроперемещений позволяет выполнить устройство беэ движущихся частей, сокращения трудозатрат на единицу монтируемых объектов не менее чем в два раза, эа счет сокращения операций по установке и выверке устройства в рабочее положение по сравнению с известными в геодезии устройствами, а также за счет возможной автоматизации измерений,Формула изобретения Устройство для определения углов наклона, содержащее корпус, груз на маятниковом подвесе, относительно оси которого симметрично установлены не менее одной пары чувствительных элементов, одни концы которых жестко прикреплены к корпусу, а другие расположены с воэможностью контакта с грузом, блок обработки сигналов и блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, каждый чувствительный элемент выполнен в виде блока поляризованных пьезокерамических пластин, соединенных между собой через токопроводящие прокладки, блок обработки выполнен в виде первого формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу пары чувствительных элементов, а выход к первому входу компаратора, подключенного к первому входу схемы совпадений. выход которой подключен к первому входу двоичного счетчика, соединенного с блоком индикации через введенный дешифратор, при этом второй вход схемы совпадений соединен с выходом введенного импульсного генератора напряжения, подключенного также через введенные делитель частоты и фильтры низких частот к входу пары чувствительных элементов и входу введенного второго формирователя импульсов, выход которого подключен к вторым вхо-. дам компаратора и двоичного счетчика, 16546561654656 Составитель Ю, БессоновТехред М,Моргентал Корректор Н. Король Редактор И. Шулла Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1944 Тираж 316 Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретейиям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 415

Смотреть

Заявка

4406724, 08.04.1988

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ГЕОДЕЗИИ

БЕСПАЛОВ ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ, КУЛИКОВСКИЙ АНДРЕЙ КОНСТАНТИНОВИЧ, ГОЛОВКО АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ, РОЩУПКИН ВАЛЕРИЙ ДМИТРИЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01C 9/12

Метки: наклона, углов

Опубликовано: 07.06.1991

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-1654656-ustrojjstvo-dlya-opredeleniya-uglov-naklona.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для определения углов наклона</a>

Похожие патенты