Устройство для измерения угла наклона Советский патент 1988 года по МПК G01C9/06 

Ю 9

1

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к устр-вам для контроля положения поверхности относительно горизонта. Цель изобретения - повышение чувствительности устр-ва. Сосуд выполнен в виде двух жестко связанных расположенных перпендикулярно один другому параллелепипедов с входными и выходными окнами. Пучок лучей источника 10 излучения, несущий информацию об изображении проекционной марки 9, многократно проходит слой жидкости 6, принимающий при наклоне устр-ва форму клина. Вырабатываемый при этом в фотоэлектрическом тракте электрический сигнал пропорционален величине сме- ще.ния изображения проекционной марки. .Над незеркальными поверхностями сосуда размещены плоские отражатели 7. Изображение марки 9 формируется в фокальной плоскости объектива 8, совмещенной с анализатором 11 поля изображения, 2 ил. (Л

(Риг. 1

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к устройствам для контроля положения поверхности относительно горизонта.

Цель изобретения - повышение чувствительности устройства.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит стеклянную ампулу в форме параллелепипеда, выполненную, например, из четырех прямоугольных призм 1 , жестко закрепленных между двумя плоскопараллельными пластинами: поверхностью 2 и поверхностью 3, например, методом спекания. При этом призмы расположены так, что образуют своими боковыми полированными гранями совместно с поверхностями два взаимно перпендикулярных канала, ограниченных вдоль осей X и У торцо- вьми пластинами 4 и пластинкой 5 с капилляром. Эти сообщающиеся каналы частично заполнены легкоподвижной жидкостью 6 (например, обезвоженным этиловым спиртом с показателем преломления п 1,3617 при с), на столько, чтобы при нак:лоне ампулы на угол ± Ti- в заданном диапазоне измерения и реверсе устройства не оголялось основание.

Внутренние поверхности выполнены зеркальными, кроме участков, над которыми расположены плоские отражатели 7, устанавливаемые между ампулой и объективами 8. Каждая пара излучающего и приемного объективов установлена соосно по ходу луча и симметрично ампуле на пяоскопараллельных поверхностях вдоль осей X и У в двух взаимно перпендикулярных плоскостях измерения .

Каждая пар объетивов представляет собой оптико-электронную (или визуальную оптическую) систему измерения. В фокальной плоскости излучающего объектива расположена проекционная марка 9 с прозрачной щелью, подсвечиваемой источником Ю излучения, например светодиодом, излучающим в случае визуально оптической системы измерения энергию видимой области спектра.

В фокальной плоскости приемного объектива установлен фотоэлектрический преобразователь 11, например фотодиод или прибор с зарядовой связью (ПСЗ-матрица)5 выполняющие роль анализаторов поля изображения.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии наклона (),T.e. в нулевом положении устройства, отражающие поверхности.расположенные между собой на расстоянии h параллельно поверхности жидкости. В этом случае коллимированный пучок лучей диаметром Ф, сформированный объективом и несущий информацию об изображении светящейся проекционной марки 9, проходит в направлении плоского отражателя 7. После отражения лучи проходят под наклоном , превышающим как минимум в четыре раза (o(j,j«) угловой диапазон измерения, через прозрачный участок Q крьшки 3 и плоскопараллельный слой жидкости 6 к зеркальной поверхности основания 2. Претерпев на длине L т зеркальных участков поверхностей И отражений и (W+r) прохождений через жидкостной клин с преломляющим углом , лучи выходят под углом d через прозрачный участок Qn в дне 2. После отражения вторым противоположным отражателем 7 лучи под углом о( вых с/о поступают в объектив 8, в фокальной плоскости которого, совмещенной с фотоэлектрическим преобразователем 11 - анализатором поля изображения, формируют изображение проекционной марки 9.

В этом случае в цепи фотоэлектри-- ческого преобразователя будет вырабатываться электрический сигнал, пропорциональный нулевому положению уровня, свидетельствующий об отсутствии наклона.

Цри наклоне устройства, например, в плоскости yz на угол слой жидкости будет принимать в направлений плоскости измерения форму клина с углом при вершине, образованньм поверхностью жидкости и основанием сосуда.

Коллимированный пучок лучей, претерпев И отражений и пройдя соответственно (N+I) раз жидкостный клин, получит суммарное угловое отклонение f своего исходного направления, величина которого определяется из выражения

йо( о-о вих(К+1)().

в этом случае в цепи фотоэлектрического тракта будет вырабатываться электрический сигнал, пропорциональный величине смещения изображения

U2.2

Составитель Е.Бибикова Редактор А.Ревин Техред И,ВересКорректор С.Черни

Заказ 1882/44 Тираж 680 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5