Двухкоординатный наклономер

Двухкоординатный наклономер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

™ тио-тех никлас„,., и, л. геsa 96fa ()дд(;АНИ

ИЗОБРЕ Е

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

767515

Ж X (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 051?78 (21) 2691977/18-10 (51)щ. К>,> с присоединением заявки М

G 01 С 9/12

G 01 С 9/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет "

Опубликовано 300980. Бюллетень М 36

Дата опубликования описания 300980 (53) УДК 528.541 (088. 8) (72) Авторы изобретения

P.Þ.Áàíñåâè÷þñ, A.Â.Áóñèëàñ и К.М.Рагульскис (71) Заявитель

Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (54) ДВУХКООРДИНАТНЫВ НЬКЛОНОЯЕР

Изобретение относится к области измерительной техники, а именнб к приборам для измерения углов наклона объектов относительно горизонта.

Известны устройства для измерения углов наклона объектов в двух, взаимно перпендикулярных плоскостях, содержащие чувствительный элемент маятникового типа, подвешенный к корпусу с помощью магнитного подвеса, и индикатор $1j .

Известны устройства для измерения угла наклона, содержащие корпус, маятник на аэростатическом подвесе и электрические преобразователи 2 P3), f4), 5) .

Недостатком известных устройств яляется сложность конструкции, значительные габариты из-за наличия систе- 2О мы сжатого воздуха.

Ближайшим к изобретению по технической сущности является устройство для определения углов наклона объекта относительно горизонта, содержа- 25 щее маятник, сопряженный с корпусом, сферической поверхностью большого радиуса, систему создания воздушной подушки между маятником и корпусом и измерительные преобразователи 161 .

Недостатком этого устройства является невысокая, точность измерения из-за большого турбинного момента, имеющего место в известных конструкциях с ненагруженными подушкамии приводящего к изменениям небольшого статического равновесия опоры или даже появлению переменных во времени сил или моментов, приводящих к вращению ненагруженной опоры, а также сложность конструкции, требующей наличия системы сжатого воздуха.

Цель изобретения - повышение точности измерения, и уменьшение габаритов.

Цель достигается тем, что в наклономер, содержащий корпус, маятник, сопряженный с корпусом сферической поверхностью, систему создания воздущной подушки между маятником и корпусом и преобразователь, введен генератор высокочастотных колебаний, а часть корпуса, сопряженная с маятником, выполнена в виде резонатора, к нижней части которого прикреплен преобразователь в виде пьезокерамического диска с осевой поляризацией, один электрод которого раэде767515

1. В результате этого с преобразователей снимается сигнал, пропорциональный углу наклона.

Так как демпфирование в системе очень мало (из-за ничтожного трения) а частота собственных колебаний маятника большая, обеспечивается высокая чувствительность наклономера, по обеим координатам.

Экспериментально исследовался дейfg ствующий образец двухкоординатного наклономера, габаритами 40х30 с частотой питания пьезокерамического преобразователя, равной 87 кГц. В качестве преобразователей применялись индуктивные измерительные преобразо" ватели с соответствующей электронной аппаратурой. Исследования показали, что точность измерений углов наклона объектов относительно горизонта повысилась в ЗОВ, а достигаемая чувст2О вительность измерений лежит в преде,лах 1 ° 10 — 1 ° 10 угл.сек.

Формула изобретения лен на три симметричные части, присоединенные через переменные резисторы к генератору высокочастотных колебаний.

На фиг. 1 изображен общий вид двухкоординатного накяономера, на фиг. 2 - его электрическая схема.

В корпусе 1 наклономера установ- лен маятник 2, сопряженный с корпусом 1 сферической поверхностью 3 большого радиуса. На корпусе установлено четыре измерительных преобразователя 4. Часть корпуса 1, которая сопряженная с маятником 2 .сферической поверхностью 3, выполнена в виде резонатора 5. К нижней части резонатора прикреплен пьезоэлектрический преобразователь в виде пьезокерамического диска 6, один электрод 7 которого разделен на три симметричные части 8, присоединенные через переменные резисторы 9 к генератору 10 высокочастотных электрических колебаний. Для подключения к электрической схеме на корпусе наклономера установлен разъем 11.

Наклономер работает следующим образом.

При подключении генератора 10 электрических колебаний к электродам пьезокерамического преобразователя упругая система, состоящая из пьезокерамического диска 6 и резонатора

5 начинает совершать колебания на одной из высших частот (например, третьей). Эти высшие формы колебаний упругой системы будут иметь ..(например, две) узловые окружности, на которых при колебаниях перемещения равны нулю. В точках узловых окружностей и крепится резонатор 5 к корпусу 1. Между резонатором 5 и маятником 2 (в сферическом части) создается сжимаемая воздушная по душка толщиной от 1-10 мкм в зависимости от амплитуды колебаний резонатора 5. Трение между маятником

2 и опорой-резонатором 5 почти полностью исключается.

При наклоне корпуса 1 наклономера, а следовательно и объекта, на котором он установлен, маятник 2 сколь зит над резонатором 5 с малой скоростью без трения, и когда потенциальная энергия будет минимальна, займет самое низкое положение. Следовательно изменяется расстояние между маятником 2 и измерительными преобразователями 4, установленными на корпусе

5Î

5S,Цвухкоординатный наклономер, содержащий корпус, маятник, сопряженный с корпусом сферической поверхностью, систему создания воздушной подушки между маятником и корпусом и преобразователь, отличающийся тем,. что, с целью повышения точности измерения и уменьшения габаритов, в него введен генератор высокочастотных колебаний, а часть корпуса, сопряженная с маятником, выполнена в виде резонатора, к нижней части которого прикреплен преобразователь в виде пьезокерамического диска с осевой поляризацией, один электрод которого разделен на три симметричные части, присоединенные через переменные резисторы к генератору высокочастотных колебаний.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 226865, кл, С 01 С 9/06, 22.08.67.

2. Авторское свидетельство СССР

9 111245, кл. G 01 С 9/10, 22.10.56.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 558146, кл. G 01 С 9/02, 22.06.75.

4. Авторское свидетельство СССР

Р 553443, кл. G 01 С 9/00, 04.10.74.

5. Патент СшА Р 2972193, кл. 33-205, опублик. 1961.

6. Авторское свидетельство СССР

Р 180364, кл. G 01 С 9/10, 10.03.65 (прототип).

767515

С 4 (Pyc.1.

Рие. 2

Составитель Л. Колюбакина

Техред H.Ãðàá Корректбр M. демчик

Редактор Т. Рыбалова

Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7227/54 Тираж 801 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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