Фотоэлектрическое устройство для измерения углов наклона

Фотоэлектрическое устройство для измерения углов наклона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С.А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик >769327 (61) Дополнительный к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.11.78 (21) 2684320/18-10 (51) М.Кл.з 6 01 С 9/06

G01С 1/04 с присоединением заявки—

Государственный комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень ¹ 37 (45) Дата опубликования описания 14.10.80 ло делам изобретений и открытий (53) УДК 528.541 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. С. Гринберг и В. М. Кацман

Всесоюзный . научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ НАКЛОНА

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в уклономерах, инклиномерах, профилогра фах.

Известны устройства-, содержащие сканирующий узел с растровой решеткой, фотоэлектрический преобразователь, маятник и электронную схему (1). Эти устройства имеют невысокие динамические характе, ристики, значительные габариты, нет возможности определения направления, угла наклона.

Ближайшим к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее маятни ковый датчик угла наклона, фотоэлектрический преобразователь, сканатор и схему управления (2).

В этом устройстве для перемещения сканатора вращательное движение колеса транспортной, тележки преобразовывается в возвратно-поступательное. Это вызвано стремлением сократить вертикальные габариты прибора, так как при вращательном движении оканатора оптимальная величина радиуса вращения его должна быть равна дЛине маятника.

Преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное ведет к усложнению конструкции, а увеличение ча стоты сканирования, необходимое для повышения точности измерений в динамическом режиме, вызывает значительные трудности (отставание сканатора от кулачка, удары по направляющим) .

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности измерений в. динамическом режиме.

Указанная цель достигается тем, что

10 между излучателем и фотоприемником преобразователя, размещенными на маятнике, введен вращающийся непрозрачный диск с двумя смещенными, относительно друг друга на 180 группами радиальных про зрачных штрихов, длина которык измецяется по заданному закону, размещенный между излучателем и фотоприемником, закрепленными на маятнике, причем длина наибольшего прозрачного штриха h onpe20 деляется формулой

h=l tg а, \ где 1 — длина маятника;

2б, а — предельный угол наклона.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 †ди

Маятник 1 несет осветитель 2 с диафрагмой 8 и фотоприемником 4. В зазоре между диафрагмой и фотоприемником рас769327 положен диск 5 с двумя группами прозрач ных штрихов б и 7. В каждой группе длина первого (наибольшего) штриха h=ltgа, где l — длина маятника; а — предельный угол наклона устройства, что соответствует половине диапазона перемещения отсчетной системы маятника (осветителя и фотоприемника) по горизонтали. Длина последующих штрихов линейно убывает до О. Число штрихов, их ш ирина и величина промежутка, между ними выбирается исходя из точностных и конструктивных соображений. Диск приводится во вращение мерным колесом 8 транспортной тележки. На оси 9 диска закреплен кулачок 10, связанный с контактной группой 11 для переключения (один раз за оборот) диска угла наклона.

Подвод питания к осветителю и фотоприемни ку осуществляется через гибкие токопроводы 12. Сигнал с фотоприемника через токопровод 18 поступает на усили тель 14, откуда через контактные группы, в зависимости от знака угла наклона, подается на счетчики импульсов положительных 15 и отрицательных 16 углов. Далее импульсы поступают на коммутатор 17, управляющий работой шагового двигателя

18, связанного с регистриуующим устройством.

Устройство работает следующим образом

При горизонтальном положении прибора световая точка, сформированная диафрагмой, описывает на поверхности диска окруж-. ность 19, не пересекающую прозрачные штрихи, и световой поток не попадает на фотоприемник. При наклоне прибора световая точка смещается относительно диска и описывает окружность 20, пересекая штрихи одной из групп, и генерирует на фотоприемнике счетные импульсы, число которых пропорционально углу наклона . устройства. С увеличением угла наклона число импульсов увеличивается. Усиленные и сформированные в усилители импульсы поступают через замкнутую в этот момент первую контактную группу на один из счетчиков импульсов (например, положительных), откуда на коммутатор и далее на шаговый двигатель. Угол поворота ротора двигателя пропорционален углу наклона.

При наклоне прибора в противоположную сторону световая точка также смещается и описывает окружность 21, пере10 секающую вторую группу штрихов. Обра зовавшиеся при этом счетные импульсы через усилитель, зам кнутую вторую контактную группу поступают на счетчик импульсов (отрицательных) и коммутатор поворачивает ротор шагового двигателя в другую сторону на угол, пропорциональный углу наклона.

Формула изобретения

20 Фотоэлектрическое устройство для измерения углов наклона, содержащее маятник, сканирующее устройство, фотоэлектрический преобразователь и схему управ ления, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений в динамическом режиме и упрощения конструкции, сканирующее устройство выполнено в виде непрозрачного диска с двумя смещенными относительно друг друга на

180 группами радиальных прозрачных штрихов, длина которых изменяется по заданному закону, размещенного между излучателем и фотоприемником, закрепленными на маятнике, причем длина на ибольЗь шего прозрачного штриха h определяется формулой

h=l tg а, где l — длина маятника;

40, а — предельный угол наклона

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

45 № 472255, кл. G 01 С 7/04, 16.07.73.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 413377, G 01 С 7/04, 14.02.72.

769327

/У

Фиг. 2

Составитель А. Шмачилин

Редактор О. Филиппова

Техред И. Пенчка

Корректор С. Файн

Заказ 1232/1257 Изд. № 473 Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»