Устройство для измерения углов наклона Советский патент 1986 года по МПК G01B21/26 G01C9/32 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям углов, и может найти применение в приборостроении и при поверке угломерных приборов.

Цель изобретения - повышение точности измерения углов за счет исключения погрешностей от флуктуации.

На чертеже изображено устройство для измерения углов наклона.

Устройство содержит укрепленную на контролируемом объекте (корпусе 1) цилиндрическую ампулу 2 с прозрачным наполнителем с пузырьком, две оптические системы, каждая из которых состоит из источника 3 света, конденсора 4, объектива 5 и диафрагмы 6, два фотоприемника 7, размешенных в соответствуюш.их оправах (не показаны), которые конструктивно составляют одно целое с корпусом 1, катушки 8 размещены в поле постоянных магнитов 9, помещенных в катушки 8, диафрагмы 6 механически связаны с катушками 8 и образуют модулятор, который связан с генератором 10.

Устройство содержит также два канала, каждый из которых состоит из соединенных последовательно предварительного 11 и селективного 12 усилителей и фазового детектора 13, конденсатора 14 и дифференциального усилителя 15, входы которого подключены к выходам фазовых детекторов 13, выход - к катушкам 8, генератор 10 через конденсатор 14 подключен к второму входу фазовых детекторов 13 и катушкам 8.

Устройство работает следующим образом При освещении ампулы проходящим светом от источника 3 на краях пузырька цилиндрической ампулы 2 у границы раздела наполнитель-воздух наблюдаются тонкие интерференционные полосы (кольца Ньютона).. Оптические системы устанавливаются у правой и левой границ раздела наполнитель-воздух.

При изменении угла наклона интерференционные полосы перемещаются при движении пузырька в ампуле 2. Следовательно интерференционную полосу можно рассматривать в качестве подвижного указателя шкалы уровня. Наведение на интерференционную полосу для отсчета угла или для измерения сигнала рассогласования при использовании устройства, как нулевого прибора, производится фотоэлектрическим методом.

Для этого в каждой оптической системе изображение интерференционной полосы объективом 5 проектируется в плоскость диафрагмы 6. Сканирование последней осуществляется с помощью катушек 8 напряжением звуковой частоты от генератора 10. Сигнал с фотоприемников 7 после усиления предварительными 11 и селективными 12 усилителями подается на фазовые детек0

5

0

5

торы 13. Величина и знак электрического напряжения, снимаемого с фазовых детекторов 13 зависит от положения интерференционной полосы относительно центра диафрагмы 6.

При наклоне объекта измерения интерференционные полосы совместно с воздушным пузырьком, который является подвижным указателем при измерении угла наклона, смещаются вправо или влево относительно центра диафрагмы 6 в зависимости от направления наклона объекта. При этом, напряжения, снимаемые с фазовых детекторов 13, совпадают по фазе, величина их пропорциональна углу наклона, а знак определяет направление наклона.

При изменении температуры окружающей среды изменяются линейные раз.меры Еюздушного пузырька, с фазовых детекторов 13 снимаются противофазные сигналы, которые усиливаются дифференциальным усилителем 15 и подаются на катушки 8, как напряжение компенсации, под воздействием которого диафрагмы 6 перемещаются до тех пор, пока сигнал на выходе фазовых детекторов 13 равен нулю, что позволяет исключить погрешность от изменения линейных размеров воздушного пузырька при изменении температуры окружающей среды.

0

5

0

5

Формула изобретения

Устройство для измерения углов наклона, содержащее цилиндрическую ампулу с прозрачным наполнителем с пузырьком, первый источник света, два объектива, два фотоприемника и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено вторым источником света, двумя конденсорами, дву.мя катушками с размещенными внутри постоянными магнитами, двумя диафраг.мами, распо.то- женными в плоскости анализа, каждая из которых жестко связана с соответствующей катушкой, каждая из двух групп элементов, содержащая установленные последовательно источник света, конденсор, объектив и диафрагму, составляет оптическую систему, цилиндрическая ампула установлена между конденсорами и объективами оптических систем, каждый из фотоприемников установлен на выходе соответствующей оптической системы, измерительная схема выполнена в виде дифференциального усилителя, генератора звуковой частоты, разделительного конденсатора и двух каналов, каждый из которых состоит из соединенных последовательно предварительного и селективного усилителей и фазового детектора, выходы фазовых детекторов каналов соединены с входами дифференциального усилителя и являются соответственно первым и вторым выходами устройства, генератор соединен с вторыми входами фазоdbi fod 1

вых детекторов и через разделительный конденсор с выходом дифференциального усилителя, соединенным с катушками.

W

. Изобретение относится к измерительной те.хнике, а именно к измерениям углов, и может найти применение в приборостроении и при поверке угломерных приборов. Целью изобретения является повышение точности измерения углов за счет исключения погрешностей от флуктуации. Устройство содержит ампулу с прозрачным наполнителем с пузырьком, по двум границам раздела жидкость - воздух, на которых возникают интерференционные картины, установлены оптические системы с подвижными диафрагмами. Измерение осуществляется фазовым методом в двух фазовых детекторах, соединенных с генератором, сигналы с которых оцениваются в дифференциальном усилителе, выходом связанном с катушками подвижных диафрагм, что позволяет компенсировать погрешности при наличии разностного сигнала с помощью перемещения диафрагм. 1 ил. to 4 ;о со 00 ю

74

13

12 11

7/ //

-СН

/J