ДАТЧИК УГЛОВ НАКЛОНА Советский патент 1970 года по МПК G01C9/06 G01C9/06 

Р1зобретение относится к области приборостроения и предназначено для намерения углов наклона элементов сооружений, например гндротехнических, производимых в течение длительного времени.

Известные струнные датчики углов наклона (клинометры) состоят , из шарнирно прикрепленного к корнусу маятннка, вынолненного в виде стержня с грузом на конце. На некоторо.м расстоянии от точки подвески маятника к нему- прикреплены струны нреобразователя, соединенные с корпусом, наклон которого измеряется. При наклоне корпуса маятник стремится сохранить вертикальное положение, чему препятствуют прикрепленные к нему струны. Изменение натяжения струн дает информацию о наКтоне прибора.

Рабочие частоты струнных преобразователей, примеияемых в клинометрах, лежат в диапазоне 500-2000 гц. Поэтому при измерении малых углов (когда отсутствует или мала составляющая веса маятника, передающая нагрузку на струны) струна должна быть выведена в рабочий частотный диапазон путем ее предварительного натял ения.

Недостатком известных кoнcfpyкций клинометров является нестабильность частот свободных колебаний струн датчш ов. Это вызвано тем, что при температурил воздействиях вследствие ползучести л атериала струн, корпуса прибора или маятника, деформации струнодержателей, проскальзывания в них струн и т. д. изменяются наирял-сения в струнах. Изменение натяжения струны сопровол дается из.мененнем частоты ее свободных колебаний.

В предлагаемом датчике для повыщения точности измерения углов наклона элементов конструкций, нроизводимого в течение длительного времени, груз (инерционная масса), создающий усилия предварительного натяжения в струнах, нодвещен непосредственно на струнах, точка нересечення осей которых совмещена с центром тяжести груза, а угол между струнами меньше 180.

При этом деформации струн от те.миературных воздействий, от иолзучестн и т. д. на несколько порядков ннже размеров прибора и не могут заметным образол влиять на взаимное геометрическое расположение частей прибора.

Иа чертеже приведена нрннципиальная схема предлагаемого датчика.

Корпус / помещен в кожух 2 и жестко с ним скреплен. Струны 3 образуют дифференциальный струнный нреобразователь и прикреплены к корнусу н грузу 4. Оси струн пересекаются в точке 5, с которой совпадает положение

На корпусе установлены узлы связи со струнами 6. Кроме того, имеется устройство 7 для демпфирования колебаний груза и закрепленпя его ири транснортнровке прибора.

В установленном в рабочее положение датчике в струнах возникают растягивающие усилия, величина которых оиределяется количеством струн, углами их установки и весом груза. Отклонение датчика от вертикали, возникаюи;ее ири наклоне конструкции, к которой ирикреплеи датчик, в плоскости установки струн приводит к перераспределепию усилий в струнах и изменению частоты их свободных колебаний. По изменению этой частоты судят о величине наклона конструкции. Небольшие изменения длнн струн, возникающие вследствие их температурных деформаций, ползучести и т. д., практически не влияют на частоту их свободпых колебаний и на точность измерений. Неизменяемость геометрического расиоложення груза 4 и струн 5 относительно корпуса / в рабочем диапазоне датчика обеспечивается расположением центра тяжести груза 4 в точке пересечения осей струн 5.

Предмет изобретения

Датчик углов наклона, содсржани Й корпус, инерционную массу, нодвешенную на струнах, образующих дифференциальиый частотный преобразователь, и демнфер, отличающийся тем, что, с целью новын е1 ия точности, в нем точка пересечения осей струн, составляющих между собой угол меньше 180, совмещена с центром тяжести инерционной массы.