Устройство для измерения угла отклонения от вертикали

Устройство для измерения угла отклонения от вертикали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>993020(61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 838337 (22) Заявлено 011031 (21) 3342793/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 300183. Бюллетень ¹ 4

Дата опубликовани н описания 300 18 3 (31) М. Кл.э

G 01 С 9/06

G 01 С 9/12

Государственный «омнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй

tS3) УДК 528.54 (088.8) O.Ã. Серова и B.A. Павленко Г

Е",:

Московский ордена Трудового Краснот зЩЙаеия ;;--... горный институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ОТКЛОНЕНИЯ

ОТ ВЕРТИКАЛИ

Изобретение относится-к средствам измерения наклонов объектов, позволяющим определить углы отклонения от вертикали при контроле положения.

По основному авт. св. Р 838337 известно устройство для измерения углов отклонения от вертикали, содержащее корпус, внутри которого на штанге подвешен груз, соединенный со струнным дифференциальным преобразователем, усилители возбуждения струн и блок сравнения, при этом штанга вы-полнена s виде биморфного пьезокристалла, жестко соединенного одним концом с корпусом при размещении груза на другом конце (1).

Это устройство позволяет измерять углы с высокой точностью, однако на результаты измерений влияет температура. Изменения температуры приводят к изменениям прогиба штанги иэ пьезокристалла, что увеличивает погрешности при измерениях.

Цель изобретения — уменьшение погрешности, ббусловленной температурньии воздействиями.

Указанная цель достигается тет4, . что биморфный кристалл выполнен иэ пластин кварца й,Я/- р среза при р7

В результате проведенных исследбТЪний была установлена определейная зависимость величины прогиба штанги от. ориентации кварцевых пластин относительно ее кристаллографических осей и показано, что минимальный температурный прогиб получается при выбранном срезе.

На фиг.1 показано устройство> на фиг. 2 — схема, иллюстрирующая направление среза кварцевой пластины относительно кристаллографических осей.

В корпусе 1 устройства как маятник установлена штанга, собранная из кварцевых пластин 2.и 3. На свободном конце штанги закреплен груз 4, к которому присоединены струны S и б.

При отсутствии внешних воздействий, т.е. при угле отклонения:д- О, собст20 венные частоты струн 5 и 6 равны и, соответственно, равны частоты на выходе усилителей 7 и 8, а выходное напряжение блока 9 сравнения равно О.

При отклонении корпуса 1 от верти25 кали на угол aLвозникает сила p=pw d: где P — скла тяжести груза 4 маятника, пытающаяся изогнуть штангу маятника, выполненную в виде биморфного пьезоэлемента 2 (3). При этом собстЗО венные частоты струя 5 и б начинают

993020

Фиа. изменяться (одна увеличивается, другая уменьшается j, соответственно, изменяются частоты сигналов с усилителей 7 и 8. На выходе блока 9 сравнения появляется напряжение, подающееся на бяморфный пьезоэлемент 2 (3) . Под де йс тв ием напряжения биморфный пье зоэлемент 2. (3) воздействует на груз 4, компенсируя силу, возникшую при отклонении корпуса 1 устройства от вертикали. Таким образом, все элементы (О устройства остаются неподвижнычи. При этом сигнал с выхода блока 9 сравнения является аналогом угла отклонения

Ы от вертикали и служит выходньм сигналом датчика. (5

При исследованиях было установлено, что Прогиб штанги, характеризующий выходной сигнал, зависит от изменений плотности, гибкости и линейного расширения пластин кварца, из ко- 2() . торых изготовлена штанга. При этом от ориентации среза кварца зависят в значительной мере температурные коэффициенты линейного расширения и гибкости. Оказалось что миниь.альный

I 75 температурный коэффициент прогиба мож но получить для пластин кварца со срезом Х98/ — P при Р =7.

r . Ужгород, ул. Проек тная, На фиг, 2 для пластины 2 показанл механическая ось Х, ориентированная по нормали к большой поверхности плас. тины, электрическая ось, ориентированная по ребру длиной 6 большой стороны пластины, а P — угол разворота пластины относительно оси 3 из положения первоначальной ориентации.

Знак - означает, что поворот производится по часовой стрелке. Пластина 3 вырезается аналогично пластине 2.

Заметное уменьшение температурной погрешности позволит шире использовать устройства в разнообразных условиях на различных объектах контроля.

Формула Изобретения

Устройство для измерения угла отклонения от вертикали по авт. св.

9 838337, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения влияния температуры на результаты измерений, биморфный кристалл выполнен из пластин кварца ХМР/-Pi среза при p> = 7 »

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство

Р 838337, кл. G 01 С 9/06, 1979