Устройство для определения углов наклона подвижных объектов

Устройство для определения углов наклона подвижных объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет упростить конструкцию устройства и повысить точность измерения за счет уменьшения влияния вибраций и ускорений. Для этого оба м&ятника (М) вьтолнены в виде стержней равной длины, шарнирно подвешенных к корпусу. К нижним концам М прикреплен дополнительный стержень, в середине которого установлен преобразователь, например в виде полупроводникового монокристал- .лического тензоэлемента балочного типа. Преобразователь связан с М двумя пружинами равной жесткости. При наличии угла наклона корпуса симметричность тензоэлемента нарушаемся , что приводит к деформации пружин . Выходное напряжение, снимаемое с тензомостовой схемы, указывает величину угла наклона и его направление в плоскости М. Вибрационная деформация уменьшается демпфером и использованием в качестве шарниров упругих элементов вместо жестких. 5 ил. S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (39) (ll) (51) 4 G 01 С 9/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21) 3791805/24- 10 (22) 20,09.84 (46) 07.0!.86. Бюл, М (72) В.В. Лобко, E.Ì. Павлов, Г.Д, Панин и С.В. Титов (53) 528.541(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 127821, кл. G 01 С 9/08, 15.07.59.

Авторское свидетельство СССР

В 491030, кл. G 01 С 9/ 16, 23.07.73. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВ НАКЛОНА ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ, (57) Иэобретение позволяет упростить конструкцию устройства и повысить точность измерения за счет уменьшения влияния вибраций и ускорений. Для этого оба маятника (М) выполнены в виде стержней равной длины, шарнирно подвешенных к корпусу. К нижним концам М прикреплен дополнительный стержень, в середине которого установлен преобразователь, например в виде полупроводникового монокристал.лического тенэоэлемента балочного типа. Преобразователь связан с М двумя пружинами равной жесткости, При наличии угла наклона корпуса симметричность тензоэлемента нарушается, что приводит к деформации пружин. Выходное напряжение, снимаемое с тензомостовой схемы, указывает величину угла наклона и его направление в плоскости М. Вибрационная деформация уменьшается демпфером и g использованием в качестве шарниров упругих элементов вместо жестких.

5 ил. С:

1203360

Изобретение относится к измепи° тельной технике, в частности к устроиствам для измерения углов наделана подвижных объектов.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение точности измерения за счет уменьшения влияния вибраций и ускорений, На фиг. I изображено устройство при отсутствии наклона; на фиг. 2 то же, при наклоне объекта влево.; на фиг. 3 — то же, при наклоне объекта впрано; на фиг. 4 — то же, вид сбоку; на фиг. 5 — характеристики пружин.

Устройство для определения углон наклона подвижных объектов содержит маятники 1, шарниры 2, пружины 3, преобразователь 4, демпфер 5. Буквой Л обозначена точка крепления преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

При наклоне корпуса на углы + p (фиг. 2 и 3) боковые звенья сохраняют свое вертикальное положение, так как центр тяжести находится в точке A. Возникающие угловые иэменения в четырехзвеннике полностью определяются углом наклона Cg . Для gO измерения этого угла использован преобразователь 4, состоящий например, из полупроводникового монокристаллического тензоэпемента балочного типа, закрепленного на середине ниж.Э.") него звена механизма. На конце тензоэлемента закреплены две пружины 3 равной жесткости, прикрепленные другими концами к боковым (вертикальным) звеньям. Обе пружины растянуты одинаково, вследствие чего при угле наклона Г = 0 (фиг. 1) по причине симметричности в тензозлементе отсутствуют механические напряжения. При наличии угла наклона г / 0 симметричность нарушается, и деформация пружин изменяются. -Так в положении, изображенном на фиг. 2, пружина l растянута больше, чем пружина 11, поэтому тензоэлемент изгибается вправо; в положении, изображенном на фиг, 3, по аналогичной причине тенэоэлемент изгибается нлево. В соответствии с этим, выходное напряжение, снимаемое с тензомосто55 вой схемы, указывает не только величину угла наклона ц, но и его направление в плоскости маятников.

Деформации пружин, как видно иэ фиг. 2 и 3, происходят за счет смещения консольной части преобразователя относительно точек закрепления пружин на боконых звеньях, причем эти деформации 3 н первом приближении одинакова и равна

Ъ„; — г tgg где 1 — длина преобразователя.

Из рассмотрения характеристик пружин (фиг. 5) следует, что данной деформации соответствует сила P действующая на преобразователь

Р Р +Р =К + К3 = 2K% (2) где К вЂ” жесткость пружин.

Механические напряжения ат действия этой силы разбалансируют тензомостовую схему преобразователя 4, и выделяется сигнал (3) где U напряжение питания моста;

С вЂ” коэффициент, зависящий ат размеров полупроводниковой пластинки и сопротивлений тенэорезисторов.

Следовательно, Uрщх (4)

При изменении угла наклона н диапазоне +15 выходное напряжение меняется от -0,2 =В да +0,2 В.

Из простейших кинематических соображений следует,чта консольная часть преобразователя подвержена воздействиям через пружины 1 и П, пропорциональным вибрационным деформациям этих пружин .

6 ha, . Значения деформаций находят по формуле

53 в — +g

Z

При f = 0,1 Z 6 hц= - 0,1 т.е. снижается в 10 раз по сравнению с вибрациями корпуса объекта (фиг. 4). Эта величина уменьшается также введением в кинематику механизма демпфера 5 и использованием в качестве шарнирон 2 упругих элементов вместо жестких, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для определения углов наклона подвижных объектов, содержа1203

Составитель В. Сараханов

Техред О.Ващишина Корректор Л. Патай

Редактор Л. Зайцева

Заказ 8407/44 Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 щее корпус, два маятника, кинематически связанные между собой, демпфер и преобразователь, о т л и ч аю щ е е с я тем,что, с целью упрощения конструкции и повышения точности измерения sa счет уменьшения влияния вибраций и ускорений, маятники выполнены в виде двух стержней равной

360 4 длины, шарнирно подвешенных к корпХсу, а к нижним концам маятников шарнирно прикреплен введенный дополнительный стержень, в середине которого закреплен преобразователь, причем расстояния между шарнирами в верхней и в нижней частях маятника равны между собой.