Датчик угла наклона объекта Советский патент 1988 года по МПК G01C9/18 

Изобретение относится к контролыю измерительной технике, а именно к устройствам для определения пространственного положения объектов, и может быть использовано в геодезии, строительстве, приборостроении, в навигационных системах управления подвижными объектами, в том чисЛе . имеюпими многооборотное осевое вра- щение, для определения положения местной вертикали относительно направления вектора гравитационного поля.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности датчика.

На фиг.1 изображен датчик, общий вид; на фиг.2 - то же, вертикальный разрез,

Датчик угла наклона содержит источник 1 оптического излучения, рас- положенный в центре световода 2, выполненного в виде сферы, передающего поток излучения на оптически прозрачную сферу 3, примыкающую к внешней поверхности световода 2 и содержащую пузырек 4 газа и оптически поглощающую жидкость 5, сферическую щелевую диафрагму 6, формирующую узкий по профилю сечения оптический луч, расположенную с внешней стороны оптическ прозрачной сферы 3, и приемники 7 оптического излучения, установленные на внешней поверхности щелевой диафрагмы 6, обращенные чувствительными поверхностями к источнику 1 оптичес- кого излучения.

Продольный по внутренней поверхности оптически прозрачной сферы 3 угловой размер пузырька 4 газа не меньше углового размера двух смежных приемников 7 оптического излучения. Датчик работает следующим образом Поток оптического излучения от источника через световод 2 передается к внутренней поверхности оптичес- ки прозрачной сферы 3. Дпя получения равномерного по углу внешнего раскрытия сферического световода 2 распределения потока излучения источник 1

оптического излучения должен создавать поток с равномерными величинами угловой плотности во всех направлениях в плоскости сферического световода. Дальнейшее прохождение оптического потока без ослабления возможно только в зоне расположения пузырька 4 газа на пути распространения излучения. Положение пу ырька 4 газа в оптически прозрачной сфере 3 опреде-

0 5 д

Q 5

0

5

ляется направлением результирующего вектора поля тяготения. Часть потока оптического излучения, прошедшая через пузырек 4 газа, выходит за пределы оптически прозрачной сферы, содержащей этот пузырек газа, далее проходит через щелевую диафрагму 6 и попадает на один или два приемника 7 оптического излучения, которые вырабатывают электрический позиционный сигнал. Остальные приемники оптического излучения, на которые попадает небольшая часть потока оптического излучения, ослабленного при прохождении через оптически поглощающую жидкость 5, в формировании электрического сигнала не участвуют.

Угловое положение объекта, измеряемое датчиком, дискретное, с шагом квантования, определяемым угловыми размерами приемников оптического излучения.

Переход из одной позиции дискретизации к другой осуществляется после уравновешивания величин электрически позиционных сигналов от двух смежных приемников оптического излучения при таком угловом положении объекта, когда эти приемники облучены оптическим излучением, прошедшим через пузырек газа, одновременно в равной пропорции.

Текущий отсчет производится с приоритетом по большому сигналу. Электрические позиционные сигналы, вырабатываемые приемниками оптического излучения, содержат информацию об угле наклона объекта в поле гравитационных сил.

Формула изобретения

Датчик угла наклона объекта, содержащий оптически .прозрачный кор- пус, заполненный жидкостью, поглощающей оптическое излучение, с пузырьком газа, непоглощающего оптическое излучение, а внутри корпуса установлен световод, в центре которого закреплен источник оптического излучения, снаружи корпуса установлены щелевая диафрагма и приемники оптического излучения, отличающийся тем, что, с целью повъше- ния разрешающей способности датчика, в нем корпус выполнен сферическим, а световод выполнен в виде двух полуг- сфер, между которыми расположен ис-

точиик оптического излучения, приемники оптического излучения закрепле- пы н,ч сферическом поверхности щелевой

диафрагмы и обращены чувствительными поверхиостями к источнику оптического элучения.

Изобретение относится к Контрольно-измерительной технике и м,ф. использовано для определения пространственного положения объектов. Цель изобретения повьппение разрешающей i способности устройства. Внутри сферического корпуса, заполненного поглощающей оптическое излучение жидкостью 5, размещен световод 2. Между двумя полусферами световода 2 расположен источник 1, поток оптического излучения которого проходит без ослабления лишь в зоне расположения пузырька 4 газа, содержащегося в жидкости 5.Пройдя через щелевую диафрагму 6, поток попадает на закрепленные ;на ней приемники 7 оптического излучения, вырабатывающие электрический позиционный сигнал. Чувствительные поверхности приемников 7 обращены к источнику 1,оптического излучения. 2 ил. i 00 IS9 Ю

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 3296/41

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Составитель О.Яковлева

Техред М.Дидьпс -Корректор В.Бутяга

Тираж 680

Подписное