Датчик угла наклона

Датчик угла наклона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИИДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 5458 63 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.10,75 (21) 2178433/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет(43) Опубликовано 05.02.77.Бюллетень № 5 (45) Дата опубликования описания18.03.77 (51) М. Кл.е5 01 С 9/08

G 01 С 7/04

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 528.541 (088.8) Ю. С, Гринберг, В. М, Кацман и С, Ф. Павлов (72) Авторы изобретения. (71) Заявитель

Всесоюзный научно- исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерскэгэ дела (54) ДАТЧИК УГЛА НАКЛОНА

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам, измеряющим угол наклона объекта, и может быть использовано, в частности, в прокатываемых вручную профилографах, уклономерах и т.п. приборах.

Известны прокатываемые вручную профилографы и уклономеры, такие как нивелиравтомат Артанова, профилографы рельсовых to путей, где в качестве датчика угла наклона используется физический маятник. Во всех этих приборах величина периода собственных колебаний маятника устанавливалась произвольно, как следствие его конструктивных параметров — габарит ов, тре буем ой точности, типа отсчетной системы и др. При зтсм величина периода собственных колебаний маятника лежит в пределах 0,5-0,8сек

Р1, 21.

Существенным недостатком датчиков зтс го типа является их высокая чувствительность и влияние продольных ускорений, что ведет к значительному снижению точности измерений. 25

Продольные ускорения, вэздействующие на маятник, складываются из синусоидальных короткопериэдических ускорений (с периодом 0,6-0,8 сек), вызываемых изменением скэрэсти в течение одного шага оператора, и длительных ускорений, вызываемых колебаниями средней скорости и нэсяших хаотический характер.

Известен датчик угла наклона, преимущественнэ для прэфилографа, прокатываемого вручную, содержащий одностепенный физический маятник, демпфер, отсчетное и компенсирующее устройство. Недостатком датчика является егэ низкое быстродействие, вызываемое неизбежньгми люфтами кинематических цепей и инерционностью электрических цепей. Вследствие зтого короткопериодические ускорения практически не устраняются, что приводит к некоторому увеличению случайной погрешности измерений при малых углах наклона трассы, а пои движе— нии по трассе с уклоном более 2 вследствие неперпендикулярности направления короткопериэдических ускорений и вертикали возникает систематическая погрешность, возрас545863 тающая с увеличением уклона. Для устранения погрешности необходимо, чтобы период собственных колебаний маятника не менее чем в 2-3 раза превышал период короткопериодических ускорений. Однако такое увели-э чение периода колебаний маятника путем увеличения его длины создает весьма значительные конструктивные трудности и требует резкого увеличения мощности демпфера.

Цель изобретения — упрощение датчика и О уменьшение динамических погрешностей от колебаний скорости.

Цель достигается тем, чтэ компенсирующее устройство выполненэ в виде двух инерционных масс, жестко укрепленных на кон- )5

Làõ горизонтальной штанги, закрепленной на эси подвеса маятника перпендикулярной ей, причем масса и штанга сбалансирэваны относительно оси подвеса маятника.

Величину инерционных масс и длину шта -20 ги целесообразно выбрать из выражения:

Tmр где М вЂ” величина одной инерционной мас- сы;

- расстояние между центрами тяжести инерционных масс, Т вЂ” требуемый период колебаний, 3 — момент инерции маятника (без инерционных масс) относительно т очки п одвес а, тл — масса маятника, Я вЂ” длина маятника.

На чертеже из ображена принципиальная схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит маятник 1 с осью подвеса 2, штангу 3 с двумя инерционными массами 4 на концах; штанга сбалансирована относительно оси подвеса. Размеры штанги и величина инерционных масс подбираются так, чтобы период колебаний составлял 1,8-2,0 сек. Достигаемое таким образом увеличение периода колебаний позволяет сохранить

45 первоначальную длину маятника и не требует увеличения м ощности демпфера 5, поскольку штанга сбалансирована относительно эси подвеса и не реагирует на ускорения.

При движении профилографа маятник за один период собственных колебаний испытывает воздействие нескольких коротко-периодических ускорений, взаимно исключающих друг друга, вследствие чего погрешность измерений резко уменьшается. Так систематическая погрешность полностью устраняется во всем угловом диапазоне, а случайная погрешность измерений уменьшается на

10-1 5%.

Формула изобретения

1. Датчик угла наклона, преимущественно для профилографа, прокатываемого вручную, содержащий одностепенный физический маятник, демпфер, отсчетное и компенсирующее устройства, отли чаю щи йс я тем, что, с целью его упрощения и уменьшения динамических погрешностей эт колебаний скорости, компенсирующее устройство выполнено в виде двух инерционных масс, жест- ко укрепленных на концах горизонтальной штанги, закрепленной на эси пэдвеса маятника перпендикулярно ей, причем массы и штанга сбалансированы относительно оси подвеса маятника.

2. Датчик угла наклона по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что величину инерционных масс и длину штанги выбирают из выражения. х

27Г -23

Т т 3 где М вЂ” величина одной инеpILHOHHэй массы, Ь вЂ” расстояние между центрами тяжести инерциэнных масс, Т вЂ” требуемый период колебаний, — момент инерции маятника (без инерционных масс) относительно точки подреса тп — масса маятника, — длина маятника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 195132, кл. G 01 С 7/04, G01C 9/06, 24.02.66.

2, Авторское свидетельство № 1 7 1 1 2 1, кл. C 01 С 7/04, 30.12,63.

3. Авторское свидетельство ¹ 86848, кл.

G 01 С 7/04, 1950 — прототип.

545863

Составитель Л. Колюбакина

Редактор С. Титова Техред М. Левицкаи Корректор В. Зорина

3 25 илиал ППП ."Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 1/3 Тираж 879 Подписное

UHNNIIN Гос а осударственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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