УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВ НАКЛОНА ОБЪЕКТОВ Советский патент 1972 года по МПК G01C9/06 

Изобретение относится к области геодезического приборостроения, в частности к устройствам, предназначенным для определения угла наклона контролируемого объекта к горизонту.

Известны устройства, содержащие цилиндрический уровень, призменный блок с онтической системой для формирования изображений концов пузырька и систему отсчета. Установку уровня по горизонту в них осуществляют лутем совмещения концов пузырька, изображение которых рассматривают в окуляр, что требует присутствия оператора иа контролируемом объекте.

Цель изобретения - новышение точности работы устройства, обеспечение автоматизации и дистанционной передачи измерений.

Это достигается тем, что оно сиабжеио двумя фотоэлектрическими датчиками, сканирующими изображения обеих ноловинок нузырька уровня, установленными на конце штока, связанного с кодирующим диском датчика перемещений и счетчиком импульсов системы отсчета.

Предлагаемое устройство (фиг. 1) содержит цилиндрический уровень У, над кoтopы нротив иузырька 2 размещен призмениыи блок 3. Под уровнем установлено матовое стекло 4, освещаемое снизу лампочками 5. Фокусирующая линза 6 расположена между нризменным блоком 3 и матовым экраном 7. Ио другую сторону экрана находится насадка 8, перемещающаяся по направляющим

вдоль плоскости экрана. Эта насадка механически соединена со щтоком 9 датчика 10 перемещений, выполненного на базе инд 1катора часового типа с кодирующим диском // вместо стрелок. В диске вырезаны радиальные щели. Фотодиод 12 и осветительная лампочка 13, расположенные по противоноложным сторонам диска 11, служат для формирования счетных импульсов. Шток 9 перемещается приводом, содержащим электрод1 игатель 14 с кулачком 15 на валу. В исходном состоянии этот кулачок не касается штока 9 и цепь питания электродвигателя 14 разомкнута концевым выключателем 16, на который давнт выступ 17 боковой повер.хности i;yлачка.

матовом экране. Проекция одного конца пузырька расположена вдоль оси М-М, а проекция другого - Вдоль оси Н-Н.

Блок-схема прибора (фиг. 3) содержит датчик - фотодиод 12, входящий в состав формирователя 18, счетные импульсы с которого подаются через клапаны 19 и 20 на счетчики 21 и 22 импульсов. Информация считывается счетчиком 23, выдающим данные о положепии объекта относительно горизонта. Клапаны 19 и 20 унравляются сигналами фотодатчиков 24 и 25, преобразованными фо р мирователями 26 и 27, которые и осуществляют переброс триггеров 28 и 29. Фотодатчики 24 и 25 установлены на насадке 8.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии пусковой кнопки 30 осуществляется установка счетчика 23 импульсов ь нулевое положение, а также переброс триггеров 28 и 25 в такое состояние, при котором открываются клапаны 19 и 20, обеспечивая прохождение счетных импульсов к счетчикам 21 и 22. Одновременно подается питание на обмотку электродвигателя 14. Кулачок 15 начинает вращаться. При этом срабатывает концевой выключатель 16, в результате чего при отжатой кнопке 30 цепь питания электродвигателя остается включенной на время полного оборота кулачка. Вращаясь, кулачок входит в соприкосновение со штоком 9 датчика 10 перемещения и, таким образом, перемещает по направляющим насадку 8 с фотодатчиками 24 и 25. Одновременно начинает вращаться диск // с радиальными щелями, осуществляя модуляцию светового потока лампочки 13. Электрические импульсы фотодиода 12 подаются в формирователь 18 и преобразуются в счетные импульсы, которые через открытые клапаны 19 и 20 поступают одновременно на счетчики 21 и 22 импульсов.

Если концы пузырька проецируются на экране 7 так, как показано на фиг. 2, то при перемещении насадки 8 с фотодиодами от начального положения О-Oi к положению О-Ol первым изображения границы раздела пузырек - жидкость на экране достигает фотодатчик 24. В этот момент происходит скачкообразное изменение засветки этого фотодатчика и формирователь 26 своим импульсом переводит триггер 28 в состояние, при котором клапан 19 запирается. В результате прекращается прохождение счетных импульсов к счетчику 21 и на нем фиксируется число импульсов NZ, пропорциональное величине перемещения HZ. Счетчик 22 импульсов продолжает фиксировать импульсы до прихода

фотодатчика 25 к изображению границы раздела пузырек-жидкость вдоль оси М-/Л. В этот момент формирователь 27 выдает импульс, перебрасывающий триггер 29, клапа 20 запирается и прекращается прохождение счетных импульсов к счетчику 22. На этом счетчике импульсов фиксируется число импульсов NI, пропорциональное величине перемещения HI.

Насадка 8 с фотодатчиками 24 и 25 доходит до своего верхнего предельного положения О-О) и затем вновь возвращается в исходное состояние О-Oi. Кулачок 15, соверщив полный оборот, выступом 17 воздействует на

концевой выключатель 16, который обрывает цепь питания электродвигателя 14. Момент выключения питания электродвигателя - это момент подачи исполнительного и.мпульса для начала обработки информации, зарегистрированной счетчиками 21 и 22. Этот импульс запускает генератор считывания, который входит как основной функциональный узел в счетчик 23 и переводит в режим реверсного счета счетчики 2/ и 22. Количество импульсоВ, которое потребовалось для сведения счетчиков 21 и 22 на нуль, регистрируется счетчиком 23. В нем производится вычитание импульсов (), а результат с учетом знака выводится на индикатор прибора.

Величина перепада, пропорциональная углу наклона к горизонту, определяется как

,ДЯ Я,-Я2 бЛ,-б/У2 6(Л 1-Л/2),

где 6 - цена одного импульса, мкм; () - число импульсов, зафиксированное счетчиком 23.

Результат (Ni-NZ) можно вывести на цифропечатающее устройство, завести в ЭВМ для последующей обработки или использовать как сигнал рассогласования для дистанционного управления положением объекта.

Предмет изобретения

Устройство для определения углов наклона объектов, содержащее цилиндрический уровень, призменный блок с оптической системой, формирующей изображения концов пузырька, и систему отсчета, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности, автоматизации и дистанционной передачи измерений, оно снабжено двумя фотоэлектрическими датчиками, сканирующими изображения обеих половинок Пузырька уровня, установленными на ко,нце щтока, связанного с кодирующим диском датчика перемещений и счетчиком импульсов системы отсчета.

95 М н

о;

Oi

2И Риг.2