Устройство для определения углов наклона Советский патент 1985 года по МПК G01C9/12 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам измерения углов наклона объектов относительно горизонта или вертикали. Целью изобретения является расширение диапазона измерения углов и повышение точности. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. Устройство для определения углов наклона объектов состоит из корпуса 1, двух взаимно перпендикулярных -пар вибрационно-частотных измерителей 2 и рычага 3. Вибрационно-частотные измерители состоят из корпуса 4 круглой формы, который одновременно играет роль гибкого элемента измерителя, стержневого резонатора 5, адап тера 6 и возбудителя 7. Адаптер и возбудитель каждого из измерителей подключены через усилители 8 попарно к смесителям 9. Рычаг 3 закреплен од ним концом в сферическом шарнире 10 и имеет дополнительную массу 11, а так же блок 12 сопряжения, выполненный в виде тела с квадратным поперечным сечением. Между сторонами квадрата и корпусами измерителей установлены ролики 13. Корпуса 4 измерителей 2 неподвиж но закреплены в корпусе 1, в котором установлены настроечные винты 14. Дополнительная масса 11 крепится на рычаге 3 с помощью винтов 15. Устройство работает следунзщим образом. При подаче напряжения на обмотки возбудителей 7 стержневые резонаторы 5 начинают колебаться с определенной частотой f, которая при вертикальном положении рычага 3 у всех измерителей с помощью винтов 14 устанавливается одинаковой. Адаптеры снимают частотный сигнал колебаний стержневы резонаторов 5 и вводят его в усилитель , в результате чего измерители работают в автоколебательном режиме. При вертикальном положении рычага 3 корпуса 4 деформированы одинаково, частоты колебаний стержневых резонаторов 5 одинаковы и поэтому на вькоде смесителей 9 выходные сигналы равны нулю. При наклоне корпуса 1 наклоняется и рычаг 3, в результате чего груз 1 создает крутящий момент относительно шарнира 10. Так как рычаг взаимодействует через блок 12 сопряжения и ролики 13 с упругим корпусом 4 измерителей 2, то возникает усилие, заставлякяцее сжиматься корпус одного измерителя и разжиматься другого, противоположного. Таким образом, сила натяжения стержневых резонаторов 5 изменяется, а следовательно, изменяется и частота их колебаний, в результате чего на выходе получается разностный сигнал f| f, - fj, где f, и fj. частоты колебаний стержневых резонаторов после наклона, пропорциональные углу наклона устройства. Величина угла наклона может изменяться от 90, Так как рычаг 3 закреплен одним концом в сферическом шарнире 10, то устройство может одновременно измерять наклон в двух плоскостях, а по величине сигналов f (разн) и fп (разн) можно определить величину угла наклона объекта. Ролики 13 установлены для исключения сил трения и, следовательно, повышения чувствительности устройства. . Для учета различной жесткости корпусов 4 измерителей 2 различной величины силы тяготения в разных точках Земли, а также для установки требуемого коэффициента передаточной характеристики устройства дополнительная масса 11 установлена с возможностью перемещения вдоль оси рычага 3 и закрепляется в нужной точке винтом 15. разн Фиг.г f fpa3i.

1. УСТРМСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВ НАКЛОНА, содержащее корпус чувствительный элемент и преобразователь,, о тли ч ающе е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения углов и повышения точности, преобразователь выполнен в виде двух пар вибрационно-частотньк измерителей с взаимно перпендикулярными осями, закрепленных в корпусе, а чувствительный элемент выполнен в виде жесткого рычага, закрепленного одним концом на корпусе в двустепенном шарнире и снабженного блоком сопряжения с корпусом. 2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок сопряжения с корпусом выполнен в виде тела с квадратным; поперечным сечением, соединенного с упругими элементами вибраодонно-частотных измерителей через тела качения. 3.Устройство по ПП.1 и 2, отличающееся тем, что тела i качения выполнены в виде роликов. 4.Устройство по пп.1-3, о т л и -. (Л С ча. ющееся тем, что жесткий рычаг снабжен дополнительной массой, установленной с возможностью перемещения и закрепления вдоль его оси. 4