Измерительный преобразователь углов наклона Советский патент 1981 года по МПК G01C9/06 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВ НАКЛОНА

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к дистанционным измерениям углов накло на электрическими методами. Известен измерительный преобразователь, содержащий корпус, струнны преобразователи (СП, присоединенные одними концами к корпусу, а другими - к грузу, закрепленному на упр гих направляющих, имеющих минимальную жесткость в направлении СП tlj. Недостаток известного измерительного преобразователя - низкая надежность упругих направлякш х при ударном воздействии, возникающем в lipoцессе измерения, а также его значительные размеры за счет последовател ного размещения груза и СП. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измерительный преобразователь tzl. Однако это устройство для повышения надежности содержит упругий элемент между корпусом и струной, что существенно снижает точность измерен ния за счет влияния на результат измерения диссипативных свойств упругого элемента. Цель изобретения - повышение надежности и точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что измерительный преобразователь углов наклона, содержащий корпус, струнный преобразовательный элемент и груз, соединенньм через направляющие, опоры с корпусом, снабжен жесткими опорами на корпусе с суммарным зазором между грузом и упором, равным произведетю податливости упругого эл емента на рабочий диапазон входного усилия струнного преобразова ельного элемента,снабжен упругим элементом, закрепленным между струнным преобразовательным элементом и грузом, при этом направляющие опоры выполнены с податливостью не менее, чем в пять раз большей податливости упругого элемента.

На чертеже- представлена конструктивная схема измерительного преобразователя,

В корпусе 1 размещен груз 2, соединенный с корпусом направляющими опорами, выполненными в виде круглых перфорированных пластин 3, и струнный преобразовательный элемент 4, соединенный одним концом с корпусом , а другим - с помощью упругого элемента в виде круглой перфорированной пластины 5 с грузом. Для регулировки суммарного перемещения груза предусмотрен упор 6.

Измерительный преобразователь осуществляет разложение.равнодействующей силы Р, равной произведению значения массы груза на ускорение силы тяжести на два взаимно перпендикулярных направления, вдоль оси струны и перпендикулярно к ней. Поэтому струнный- преобразовательнь1й элемент воспринимает составляющую силы,действующей вдоль его оси PQ , а вторую составляющую Р воспринимают пластины 3. Таким образом - Sind, где G - значение массы груза;

d. - угол между направлением силы тяжести и направлением оси струны. Известно, что упругие свойства стальных и бронзовых перфорированных пластин при работе в пределах упругости изменяются не более,чем на 0,5-1,0% в год. Погрешность же от этой причины будет меньше этого значения во столько раз, во сколько жесткость пластин меньше жесткости С ; Размещение пластин между струной и грузом позволяет существенно уменьшить дина1 шческие нагрузки на струну возникающие в процессе измерения,и вместе с тем, повысить точность измерения, так как изменение упругих характеристик этих пластин, практически, не сказывается на метрологических свойствах измерительного преобразователя.

Измерительное устройство работает следующим образом.

При его наклоне изменяется значение силы, воспринимаемой струной, это, в свою очередь, изменяет значение механических напряжений, возникающих в-ней. В свою очередь,частота собственных колебаний струны, являющаяся параметром выходного сигнала датчика, однозначно зависит от этих напряжений в струне.

Применение дачтика в инклинометрических снарядах позволяет значительно повысить достоверность результатов измерений и снизить стоимость эксплуатационных расходов в несколько раз за счет уменьшения стоимости, датчика.

Формула изобретения

Измерительный преобразователь углов наклона, содержащий корпус, .струнный преобразовательный элемент и груз, соединенныйчерез направляющие опоры с корпусом, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, измерительный преобразовательный элемент -снабжен жестким упором на корпусе с суммарным зазором между грузом и упором, равным произведению податливости упругого элемента на рабочий диапазон входного усилия струнного преобразовательного элемента, снабжен упругим элементом, закрепленным между струнным преобразовательным элементом и грузом, при этом направляющие опоры выполнены упругими с податливостью не менее, чем в пять раз большей податливости упругого элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Селезнев В.П. Навигационные устройства. М,, 1974, с. 351.

2.Авторское свидетельство СССР № 452787, кл. G 01 Р 15/10, 1974 (прототип).