Устройство для определения угла наклона объекта Советский патент 1979 года по МПК G01C9/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА ОБЪЕКТА щего генератора соединен с первыми входами фазовых дискриминаторов и узлом чувствительных элементов, механически связанным с отвесом и каретками и электрически соединенным своими выходами с входами усилителей, выходы которых подключены к вторым входам фазовых дискриминаторов, соединенных своими выходами с первыми входами регуляторов, а выходы регуляторов подключены к серводвигателям, соединенным с каретками и тахогенераторами, выходы которых подключены ко вторым входам регуляторов, а также тем, что узел чувствительных элементов выполнен в виде якоря, прикрепленного к ни ти отвеса, и двух пар установленных взаимно перпендикулярно сердечников, первичные обмотки которых параллельно подсоединены к выходам задающего генератора, а вторичные обмотки, соединенные между собой попарно, последо вательно и встречно, соединены с входами усилителей, Благодаря этому в предлагаемом уст ройстве обеспечивается высокая точность определения углов наклона, ,поскольку механиз1У ы устройства, приводят ся в движение достаточно мощными серводвигателями, моменты на валу которых не зависят от величины угла накло на; применены высокочувствительные элементы бесконтактного типа, трение в которых практически отсутствует обеспечивает высокое быстродействие устройства, благодаря тому, что грузом отвеса является сравнительно легкая и малоинерционная крыльчатка демпфера, движения которой в демпфирующей жидкости практически ап-ериодач ны;обеспечивается существенное уменьшение габаритов, благодаря сокращению длины нити отвеса и уменьшению размеров и веса его груза. На фиг, 1 изображен общий вид пред ложенного устройства для автоматического определения углов наклона; на фиг. 2 - узел чувствительного элемен та. Устройство для определения углов наклона содержит отвес, состоящий из груза 1, который служит одновременно крыльчаткой демпфера, подвешенного на гибкой нити 2, закрепленной на кронштейне 3 жесткого корпуса устрой ства. Узел 4 чувствительных элементов установлен подвижно в пазах Каре ток 5, 6, которые также могут переме щаться по направляющим 7, 8 жесткой рамы прибора. .К входам, узла чувстви тельных элементов подсоединены выход задающего генератора 9, а его выходы соединены с входами усилителей 10, И выходы которых соединены с вторым входами фазовых дискриминаторов 12, 13. К перв.ым входам дискриминаторов подключены выходы задающего генерато ра 9. Фазовые дискриминаторы 12, 13 своими выходами подключены к первым входам регуляторов 14, 15, выходы которых соединены с серводвигателями 16, 17, На валах серводвигателей с одной стороны укреплены зубчатые коеса 18, 19, сочлененные с зубчатыми рейками 20, 21, с другой стороны к валам серводвигателей подсоединены тахогенераторы 22, 23, выходы которых подключены к вторым входам регулятоов 14,15.С зубчатыми рейками 20,21 кареток сочленены также зубчатые колеса 24,25 датчиков 26,27 перемещений. Узел 4 чувствительных элементов представляет собой две пары установенных взаимно перпендикулярно сердечников 28-31 с первичными обмотками 32- 35 и вторичными обмотками 36-39. Выврды первичных обмоток- 32-35 подключены параллельно к выходам задающего генератора 9, а вторичные обмотки 36, 38 и 37, 39/соединенные между собой попарно, последовательно и встречно, соединены с входами усилителей 10, 11. В центре между торцами сердечников 28-31 на нити 2 отвеса укреплен якорь 40. Устройство для определения углов наклона работает следующим образом. При наклоне объекта, на котором установлено устройство, например, в направлении сердечника 28 происходит смещение нити отвеса с якорем- 40 в этом же направлении,Сигнал рассогласования со вторичных обмоток 36, 38, включенных по дифференциальной схеме, поступает на вход усилителя 10, усиливается им и поступает на второй вход фазового дискриминатора 12, в котором происходит сравнение этого сигнала и опорного напряжения с задающего генератора 9, поступающего на первый вход дискриминатора. Напряжение с выхода дискриминатора, имеющее знак рассогласования и амплитуду, пропорциональную величине рассогласования, поступает на первый вход регулятора 14, который включает серводвигатель 16, Серводвигатель вращением зубчатого колеса 18 смещает зубчатую рейку 20 и связанную с ней каретку 5 в сторону отклонения нити с якоря 40 до тех пор, пока сигнал рассогласования не станет равным нулю. При этом через зубчатое колесо 24, сочле-. ненное с зубчатой рейкой 20, приводится во вращение датчик перемещения, выходной сигнал которого пропорционален перемещению каретки. Тахогенератор 22 вырабатывает напряжение, пропорциональное скорости вращения серводвигателя, которое подается на второй вход регулятора 14 и совместно с напряжением дискриминатора служит для реализации закона оптигчального регулирования. Аналогично работает второй канал по второму углу наклона. Если же наклон объекта происходит в некотором промежуточном направлении, то работа ют оба наклона одновременно. Лабораторные испытания макета уст ройства показали, что точность его была не ниже 10 угл.сек. Серийные образцы устройства обеспечат точность определения угла наклона не ниже 0,5 угл. мин. Формула изобретения 1. Устройство для определения угла наклона объекта, содержащее отвес с двухкоординатным кулисным механизмом, каретки которого связаны с датчиками перемещений, отличающееся тем, что, с Целью повышения точности, в него введены задающий генератор, узел чувствительных элементов, усилители, фазовые дискри минаторы, регуляторы, серводвигатели и тахогенераторы, причем выход задающего генератора соединен с первыми входами фазовых дискриминаторов и узлом чувствительных элементов, механически связанным с отвесом и каретками и электрически соединенным своими выходами с входами усилителей выходы которых подк1почены ко вторым 96 входам фазовых дискриминаторов, соединенных своими выходами с первыми входами регуляторов, выходы которых подключены к серводвигателям, соединенным с кареткой и тахогенераторами, выходы которых подключены ко вторым входам регуляторов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел чувствительных элементов выполнен в виде якоря, укрепленного на нити отвеса, и двух пар установленных взаимно перпендикулярно сердечников, первичные обмотки которых параллельно подсоеданены к выходам задающего генератора, а вторичные обмотки, соединенные между собой попарно, последовательно и встречно, соединены с входами усилителей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 325488, кл. G 01 С 9/06, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР 447553, кл. G 01 С 9/06, 1972. 3. Авторское свидетельство СССР 323510, кл. Е 02 F 3/18, 1970 (проотип) .

2.2