Устройство для определения углаНАКлОНА Об'ЕКТА Советский патент 1981 года по МПК G01C9/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА

ОБЪЕКТА

1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к устройствам для определения угла наклона объектов, и может быть использовано в аппаратуре систем контроля и сигнализации изменений положения тел относительно первоначального состояния.

Известны устройства для определения углов наклона объекта относительно горизонта, содержащие чувствительный элемент в виде жидкостного уровня - конденсатора или электромагнитного маятника, усилитель и следящий привод или исполнительный магнитноэлектрический элемент 1.

Такие устройства обладают некоторыми нед ос тат нами: съем информации в аналоговом виде, что вызывает неo6xdnHMOcTb введения дополнительных преобразователей информации, имеющих собственную погрешность, при использовании данных устройств в. цифровой технике.

Ближайшим к изобретению по технической сущности является устройство для определения углов наклона объекта относительно горизонта, содержащее чувствительный элемент, установленный на упругой подвеске,

генератор высокой частоты, фазочувствительный усилитель и следящий привод, выполненный в виде магнитоэлектрической системы 23 .

Недостатком данного устройства является необходимость дополнительно-, го преобразования сигнала для получения информации об угле наклона объекта в цифровом виде. Введение

10 дополнительных преобразователей информации внесет собственную погрешность в систему и приведет к потере точности.

Целью изобретения является повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее последовательно соединенные чувствительный элемент и фазо20 чувствительный усилитель, а также магнитоэлектрический механизм, механически жестко связанный с чувствительным элементом, и генератор опорной частоты, введены последовательно

25 соединенные элемент И, реверсивный счетчик и преобразователь код-напряжение, причем первый вход элемента И соединен с выходом фазочувствительного усилителя, второй вход - с

30 генератором опорной частоты, выход преобразователя код-напряжение соединен с магнитно-электрическим механизмом, и выход реверсивного счетчика является выходом устройства.

Индукционный преобразователь является чувствительным элементом, с выхода которого через фазочувствительный усилитель снимается информация о знаке ошибки. Эта информация управляет реверсивным счетчиком, включенным в контур системы, с выхода счетчика через преобразователь код-напряжение в катушки демпфера подается напряжение, меняющееся по линейному закону. В результате в счетчике оказывается записанным двоичное слово, цифровое значение которого пропорционально углу наклона.

На чертеже приведена блок-схема устройства. е

Устройство содержит индукционный датчик угла 1 (чувствительный элемент) , фазочувствительный усилитель 2, элемент И 3, реверсивный счетчик 4, преобразователь код-напряжение 5, магнито-электрический механизм б.

Индукционный маятниковый датчик угла отклонения 1 состоит из статора, жестко закрепленного на корпусе, и ротора, подвешенного к корпусу на двух пластинчатых пружинах, которые позволяют ротору перемещаться в заданной плоскости измерения. На роторе имеется магнит, который вместе с катушками, прикрепленными к корпусу датчика, образует магнитоэлектрический механизм 6. Фазочувствительный усилитель 2 представляет собой фазочувствительный демодулятор в сочетании с усилителем, работающим в ключевом режиме. Элемент И 3 представляет собой логическую схему совпадения, а реверсивный счетчик 4 является п-разрядным последовательным счетчиком.

В качестве преобразователя коднапряжение 5 используется диодная матрица в сочетании с операционным усилителем.

Устройство работает следующим образом.

При отклонении устройства относительно горизонта его ротор в силу маятниковых свойств остается вертикальным, а статор перемещается. Расподогкение катушек ротора относительно статора становится несимметричным,, а напряжение с роторных обмоток вкл 4ненных по дифференциальной схеме становятся неодинаковыми. С выхода индукционного датчика снимается сигнал рассогласования, пропорциональный углу отклонения, который

поступает на вход фазочувствительного усилителя 2, являющегося знаковым звеном и формирующего знак + при одной фазе сигнала, и знак - при другой фазе сигнала. Эта информация, заполненная частотой через элемент И 3, управляет реверсивным счетчиком 4. С выхода счетчика циф|ювая информация в виде параллельного кода поступает на вход преобразователя код-напряжение 5 и преобразуется в напряжение постоянного тока. Под действием этого напряжения в катушках магнито-электрического механизма 6 возникает электрический ток, силы взаимодействия которого с магнитным полем постоянного магнита ротора отклоняют маятник в противоположном направлении,. Маятник отклоняется на угол, при котором статор одинаково перек5нлвает обе катушки ротора, при этом с выхода реверсивного счетчика снимается цифровой код, пропорциональный и соответствующий углу наклона. Выход реверсивного счетчика является выходом устройства.

Использование изобретения позволяет: повысить точность системы, снять информацию об угле наклона объекта в цифровом виде, расширить диапазон измерения углов.

Формула изобретения

Устройство для определения угла наклона объекта, содержащее последовательно соединенные чувствительный элемент и фaзoчvвcтвитeльный усилитель, а также магнитно-электрический механизм, механически жестко связанный с чувствительным элементом и генератор опорной частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены последовательно соединенные элемент И, реверсивный счетчик и преобразователь код-напряжение, причем первый вход элемента И соединен с выходом фазочувствительного усилителя, второй вход - с генератором опорной частоты, выход преобразователя код-напряжение соединен с магнитно-электрическим механизмом, а выход реверсивного счетчика служит выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР №394661, кл. G 01 С 9/18, 04.06.71 (прототип).