Индикатор горизонта
Патент 518625
Авторы
Классы МПК
Индикатор горизонта
Иллюстрации
Реферат
Ч
-. Ф, ои (11) 518625
ОП И ИЕ
Союэ Советских
Социалистических
Республик
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл.
G 01 С 9/08 (22) Заявлено 15.11.74(21) 2075372/10 с присоединением заявки №
Государстоенний коинтет
Соаото Мнннотроа СССР ао делам нообретеннй х отнритнй (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.06.76. Бюллетень lb 23 (53) УДК
528.54(088.8) (45) Дата опубликования описания05.07.76
H. В. Гусев и С. Л. Ульяицев (?2) Авторы изобретения (?1) Заявитель (54) ИНДНКЛТОР ГОРИЗОНТА
Изобретение касается измерения и индикации углов поворота приборов и устройств относительно местного горизонта, Известны автоколлимационные методы измерения малых угловых леремешений, ос- 5 нованные на выделении визуального или электрического сигнала с помошью автоколлиматора и отражекшего элемента, размешенного на испытрваемом ипп управляемом объекте 12) (3) (4).. 1p
Наиболее. близким по техническому .решению к предлагаемому. индикатору является устройство для определения углов наклона объектов относительно горизонта, со» держашее автоколлиматор и отражатель в еа виде. емкости, заполненной вязкой жидкостью, например, ртутью (1).
Недостатком всех эт сх устройств является незашишенность результатов замера от воздействия механических помех (виб- gp раций) испытуемого объекта, а также необходимость строгой вертикальной выставки оптической оси автоколлиматора.
Предлагаемое устройство позволяет из
1мерять или индицировать малые угловые о5 перемешенйя объекта относительно плоскости мсстного горизонта в двух ортогональ ных направлениях на фоне механических помех по амплитуде преяосходяших измеряемый угол на -1-2 порядка. Кроме того, оно не критично к выставке оптической оси автоколлиматора и допускает угловые отклонения оси от номинального положения в пре делах нескольких градусов. .В предлагаемом индикаторе горизонта емкость выполнена в виде трехгранника с двумя взаимно перпендикулярными эеркаль» ными стенками. и наклонной прозрачной стен кой, расположенной симметрично относитель но граней трехгранника, .а оптическая ось автоколлиматора проходит через вершину трехгранника перпендикулярно к плоскости прозрачной стенки.
В устройстве используют свойство уголкового отражателя, дяе стенки у которого зеркальные, а третья является поверхностью жидкости. Луч автоколлиматора ори ентируют так, что по достижении поверхнос» ти жидкости .претерпевает полное внутрен нее отражение, Жидкость выбирается вязкой
518625. реннюю поверхность жидкости, имеет проти.воположный знак сравнительно с той частью коплимированного пучка, которая первона,.> чапьно отражается зеркальными стенками
Ь кюветь!. При этом в поле зрения окуляра автокоппиматора наблюдается раздвоение отраженной марки. Orr îðèçîíòèðîâàÿíîìó положению объекта (емкости} соответствует совмешение раздвоенной марки в одно изображение. Ортогонапьные оси, врашение емIO кости вокруг которых приводит к перемешению марок только в горизонтальном или только в вертикальном направлениях, лежат в плоскости местного горизонта. Одне иэ них образована пересечением плоскости местного горизонта и вертикальной плоскости, про-. ходяшей через оптическую ось автоколлиматора, другая перпендикулярная к ней.
При воздействии на емкость угловых колебаний высокой частоты поверхность вязкой жидкости не успевает, перетекая, периодически изменять свое положение относительно стенок кюветы, т.е, происходит эффект замораживания поверхности жидкости относительно зеркальных стенок кюветы. В этом спучас угловое положение .поверхности.жидкости относительно зеркал не нарушается и отраженный пуч по-прежнему совпадает с положением оптической оси автоколпиматора. Степень подавления .:
Э> мехяп!ческих колебаний воздействует иа кювету на частоте 40, большей собственной частоты колебаний жидкости может быть оценена по формуле
3 и, определяя положение местного горизонта, одновременно является демпфером меха нических колебаний.
На чертеже иэобра>!,ено предлагаемое уст ройс тво, Здесь приняты спедуюшие обозначения:
1 и 2 «зеркальные стенки емкости; 3 - . прозрачная стенка; 4 - автоколпиматор; Х,У ортогонапьные оси;,,Я - углы поворота зер-! кальных стенок емкости; 00 - оптическая . ось автокоплиматора.
Емкость содержит две эеркаль!и>!е стенки 1 и 2, причем их плоскости расположены строго перпендикулярно. Третьей, наклонной стенкой емкости служит прозрачная стенка 3, в совокупности с зеркальными 1 и 2 образующая емкость, заполненную вязкой >,!!!дкостью> HGBpHMQp полиметилсилоксановой жидкостью с вязкостью 100 000 ! спэ. Оптическая ocb автокоппиматора ОО, проходит через "ершину трехгранника, образован!!>го зеркалами 1 !! 2 H поверхностью жидкости. Наклонная плоскость прозрачной стенки 3 перпендикулярна к опти-.
I ч вской оси 00, и расположена симметрично вершине трехгранника, Устройство работает следук шим образом
Коппимированный пучок пучистой энергии автокоппиматора 4, падая на проэрач-!
-.;.ю стенку 3, проходит в жидкость, не пре торцовая существенных потерь на отражени
Ъ.рка,.:ы!ые стенки емкости 1 и 2 вместе с л:::, !!остью жидкости в начальном положе,.н>:, (при отгоризонтированном объекте} обре.-ук>т уголковый зеркальный отражатель ,,,атафот), у которого все углы между гра ЭЭ ними при вершине трехгран!!ика прямые.
Накпоьчю падаюший пучок претерпевает! пол;-!..е в, >утреннее отражение практически без пот. ри .лучевой энергии. В рассматриваемо>> случае отраженный автокоппиматором 40 пучок совпадает с положением оптической
;..и. Медленный поворот кюветы вокруг осей
;< .".>!è У приводит к перетеканию жидкости, се;!эверхность занимает новое положение о "иосптепьно зеркальных стенок, и отражен-
::.ь>й пуч получает угловое рассогласование
c:! »oæåHèeì оптической оси 00, опредеп "". þå соотно!Цс нием
8 = 29о Му
: .>: 3 - угол поворота е кости вокруг лю б:>!,. из осей Х,У;
- S+- направпяюший косинус, образов.п>пь!й направлением оптической оси ав т коппиматора. с соответствук !пей осью.
Пндикация укаэанного углового отклонения поверхности вязкой жидкости осушествпяотся и автокоппиматоре визуагьйо бо фотоэлектрическими средствами. Угол отраженного пучка !, падающего на внут6=29сОВ. .(1-+Я>> ы1) 7 где Л - угловая амплитуда помехи в.ряд;
При горизонтальном положении объекта (8 О} влияние помехи исчезает совсем.
Из формулы также следует, что конечное отклонение емкости на угол В приводит к дрожанию марки, составпяюшему сотые доли процента при амплитудах Х в нескопь.ко дуговых минут.
Устройство может найти применение при конструировании испытательных стендов йсис-. тем горизонтирования различных объектов, работаюших при наличии механических помех. Полезным для практики свойством является также независимость положения отраженной марки в окуляре автокоппиматора от поступательных вибраций емкости в пространстве.
Формула изобретения
Индикатор горизонта, содержаший GBTo коллиматор и от,ажатель в виде емкости, заполненной вязкой жидкостью, о т п и518625
Составитель Л. Копюбакина
Техред А. Богдан Корректор В. Микита
Редактор Т. Иванова
Заказ 1749/261 Тираж 864 Подписное
ЦНИИГ!И Государственного комитета Совета h инистров СССР по делам изобретений и открытий
113035r Москва, Ж-Зб, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ч а ю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения влияния высокочастотных механических помех на результат измеГения углового положения горизонтируемого относительно местного горизонта объекта, в нем ем кость выполнена в виде трехгранника с двумя взаимно перпендикуллрными зеркапьными стенками и наклонной прозрачной стенкой, расположенной симметрично относительно граней трехгранника, а оптическая ось ав токоллиматора проходит через вершину трех гранника перпендикулярно х плоскости прозрачной стенки.
Источники информации, принятые во вни- мание при экспертизе: Д, и и» д юМ ю
Москва, ¹ 7 за 1971г.,стр. 4445 (проб то тип), . 2, М.Я. Гукайло. Автоколлимадия Мац гиз, 1963г.
3, Патент США № 3583814 по кл. 356
150 опубч. в 1971г.
4. Авторское свид. № 339775 по кл. .&01в 11/30 от 9.03.70.