ИНДИКАТОР ГОРИЗОНТА Российский патент 1995 года по МПК G01C9/12 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в приборах для измерения уклонов.

Известен индикатор горизонта, содержащий корпус с установленным в нем в опорах маятником [1].

Наиболее близким к предлагаемому является индикатор горизонта, содержащий корпус с установленным в нем в опорах металлическим маятником с вертикальной осью вращения и изолированные электрические контакты, расположенные по разные стороны от плоскости маятника [2].

Недостатками такого устройства являются отсутствие индикации направления наклона горизонтали, невозможность индикации в малоосвещенных и неосвещенных местах и низкая достоверность индикации при наличии наклона плоскости в перпендикулярном направлении.

Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей и диапазона использования индикатора и повышении достоверности индикации горизонта.

Технический результат достигается тем, что в индикатор горизонта, содержащий корпус с установленным в нем в опорах горизонтальным металлическим маятником на оси вращения и изолированные электрические контакты, размещенные по разные стороны от плоскости маятника, введен блок сигнализации направления наклона, входы которого соединены с изолированными электрическими контактами, а ось вращения маятника установлена с отклонением от вертикали в его плоскости на 5,5 - 6,0^о.

Технический результат достигается также тем, что в индикаторе горизонта блок сигнализации направления наклона выполнен в виде двухчастотного звукового генератора и содержит четыре логических элемента 2И-НЕ, два конденсатора, пять резисторов, транзистор и телефонный капсюль, выводы которого соединены с положительной шиной питания и коллектором транзистора, эмиттер которого соединен отрицательной шиной питания, а база - через первый резистор с выходом первого логического элемента 2И-НЕ, первый и второй входы которого соединены с выходами второго и третьего логических элементов 2И-НЕ и первым и вторым входами четвертого логического элемента 2И-НЕ соответственно и через второй и третий резисторы - с первыми входами второго и третьего логических элементов 2И-НЕ, вторые входы которых соединены с первым и вторым входами генератора и через четвертый и пятый резисторы соответственно с отрицательной шиной питания, а выход четвертого логического элемента 2И-НЕ соединен с первыми входами второго и третьего логических элементов 2И-НЕ через первый и второй конденсаторы соответственно.

На фиг.1 показан индикатор горизонта; на фиг.2 - вид сверху; на фиг.3 - принципиальная схема узла формирования выходного сигнала.

В корпусе 1 индикатора горизонта, имеющем форму параллелепипеда, размещены опоры 2 и 3, в которых установлен горизонтальный металлический маятник 4. В исходном состоянии при строго горизонтальном положении индикатора плоскость маятника 4 перпендикулярна плоскости индикации, опоры 2 и 3 расположены таким образом, что ось маятника 4 отклонена от нормали к основанию корпуса на 5,5-6,0^о в плоскости, перпендикулярной плоскости индикации.

На фиг. 2 показаны две электрические контактные пары 5 и 6, расположенные по разные стороны от горизонтального металлического маятника 4 и изолированные от него и корпуса 1. На маятнике 4 напротив контактных пар 5 и 6 имеются выступы, с помощью которых пары контактов замыкаются при отклонении маятника от среднего положения.

Узел формирования выходного сигнала представляет собой двухчастотный звуковой генератор, который содержит источник 7 питания, положительная шина которого через телефонный капсюль 8 соединена с коллектором транзистора 9, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника 7 питания, а база через первый резистор 10 - с выходом первого логического элемента 2И-НЕ 11, первый и второй входы которого соединены с выходами второго 12 и третьего 13 логических элементов 2И-НЕ и первым и вторым входами четвертого логического элемента 2И-НЕ 14 соответственно и через второй 15 и третий 16 резисторы - с первыми входами второго 12 и третьего 13 логических элементов 2И-НЕ, вторые входы которых соединены с первым 17 и вторым 18 входами двухчастотного звукового генератора и через четвертый 19 и пятый 20 резисторы соответственно - с отрицательной шиной источника 7 питания. Выход четвертого логического элемента 2И-НЕ 14 соединен с первыми входами второго 12 и третьего 13 логических элементов 2И-НЕ через первый 21 и второй 22 конденсаторы соответственно. Входы 17 и 18 через электрические контактные пары 5 и 6 соответственно соединены с положительной шиной источника 7 питания.

Индикатор горизонта работает следующим образом.

В исходном состоянии при горизонтальном положении индикатора маятник 4 находится в среднем относительно электрических контактных пар 5 и 6 положении, контактные пары 5 и 6 разомкнуты и звуковой генератор не работает, так как в нем на вторые входы логических элементов 2И-НЕ 12 и 13 через резисторы 19 и 20 поступает нулевой потенциал. При этом с выходов этих логических элементов на входы элемента 2И-НЕ 11 поступают сигналы логической "1", на выходе элемента 11 потенциал логического "0" удерживает транзистор 9 в закрытом состоянии и ток через телефонный капсюль 8 не течет.

При установке индикатора горизонта на поверхность, имеющую наклон в ту или иную сторону в направлении длинной стороны индикатора, т.е. в плоскости индикации, маятник 4 повернется в опорах 2 и 3 на некоторый угол и его выступы, нажимая на контактную пару 5 или 6, замкнут одну из них. При этом на второй вход логического элемента 12 или 13 поступит потенциал положительной шины источника 7 питания, в элементах 14, 12 или 13, резисторах 15 или 16, конденсаторах 21 или 22, образующих генератор прямоугольных импульсов, возникает генерация. Прямоугольные импульсы поступают на один из входов логического элемента 11, а с его выхода через резистор 10 - на транзистор 9 и телефонный капсюль 8, в котором возникнет звук определенной тональности, зависящий от сопротивления резисторов 15 или 16 и емкости конденсаторов 21 или 22.

При установке индикатора на поверхность, имеющую наклон в пределах 4,5 - 5,5^о в направлении короткой стороны корпуса индикатора и не имеющую наклона в направлении длинной стороны, маятник 4 за счет отклонения его оси от вертикали не будет реагировать на указанный наклон, что соответствует требованиям ГОСТ 9416-83. Уровни строительные.

Таким образом, выполнение маятника с отклонением его оси от нормали к основанию корпуса и узла формирования выходного сигнала в виде двухчастотного звукового генератора позволяет индицировать направление наклона и повышает достоверность индикации при наличии наклона в двух направлениях.

Использование: в приборостроении для измерения уклонов. Сущность изобретения: индикатор горизонта содержит корпус 1, в котором в опорах 2 и 3 установлен маятник 4, ось которого отклонена от вертикали в его плоскости на 5,5 - 6,0°. Электрические контактные пары 5 и 6 расположены по разные стороны от маятника. Блок сигнализации направления наклона включает в себя источник 7 питания, телефонный капсюль 8, транзистор 9, первый резистор 10, логические элементы 2 и-не 11 - 14, второй и третий резисторы 15 и 16, четвертый и пятый резисторы 19 и 20 и первый и второй конденсаторы 21 и 22. 3 ил.

ИНДИКАТОР ГОРИЗОНТА, содержащий установленный на оси вращения с двумя опорами в корпусе с основанием и плоскостью индикации горизонтальный металлический маятник и узел формирования выходного сигнала с источником питания и с первой и второй изолированными электрическими контактными парами, размещенными по разные стороны от маятника, отличающийся тем, что ось вращения маятника расположена с отклонением от нормали к основанию в плоскости, перпендикулярной к плоскости индикации, а узел формирования выходного сигнала выполнен в виде двухчастотного звукового генератора, первый и второй входы которого соответственно через первую и вторую контактные пары подключены к положительной шине источника питания, причем двухчастотный звуковой генератор содержит транзистор, первый, второй, третий и четвертый логические элементы 2И-НЕ, первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы, первый и второй конденсаторы и телефонный капсюль, включенный между положительной шиной источника питания и коллектором транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника питания, подключенной через четвертый и пятый резисторы соответственно к первому и второму входам двухчастотного звукового генератора, связанным с вторыми входами соответственно второго и третьего логических элементов 2И-НЕ, выход которых подключены соответственно к первым и вторым входам первого и четвертого логических элементов 2И-НЕ, выходы первого логического элемента 2И-НЕ соединен с базой транзистора через первый резистор, а первые входы второго и третьего логических элементов 2И-НЕ подключены к их выходам соответственно через второй и третий резисторы, а к выходу четвертого логического элемента 2И-НЕ соответственно через первый и второй конденсаторы.