PL181940B1 - Sposób pomiaru małego kąta pochylenia - Google Patents

Abstract

Sposób pomiaru małego kątapochylenia, w którym wyznacza się różnicę między dwoma interwałami czasowymi odpowiadającymi położeniu elementu wahliwego z lewej i prawej strony prostej odniesienia, znamienny tym, że różnicę między dwoma interwałami czasowymi wyznacza się poprzez ciągły pomiar asymetrii czasowej elementu wahliwego, którywykonuje drgania nie zanikające.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru małego kąta pochylenia, który może znaleźć zastosowanie w budownictwie, przemyśle maszynowym i urządzeniach, gdzie zachodzi konieczność systematycznej kontroli stałości położenia.

Znany jest sposób pomiaru małego kąta pochylenia za pomocą wahadła ustawiającego się siłą ciężkości w pozycji pionowej, z zamocowanym na jego końcu rdzeniem metalowym mogącym przemieszczać się w obrębie dwóch cewek. Przy pochyleniu podstawy przyrządu zmieni się położenie rdzenia wahadła względem cewek, co pociąga za sobą zmianę ich indukcyj ności i wywołuje zmianę napięcia, które jest proporcjonalne do kąta pochylenia. Wartość tego kąta pochylenia odczytuje się na mierniku wychyłowym.

Znany jest również sposób pomiaru kąta pochylenia o dużej wartości np.: + 45°, - 45° z amerykańskiego opisu patentowego nr 4,606,132, w którym zastosowano czujnik zawierający elementy pojemnościowe. Pojemność ich zależy od kąta nachylenia podstawy czujnika. Przy zmianie kąta pochylenia pojemności jednego kondensatora rośnie a drugiego maleje. Element wahliwy czujnika w tym rozwiązaniu to element pełniący rolę pionu względem obudowy przyrządu nazywany potocznie „wahadłem”. Wahadło w czasie pomiaru kąta pochylenia znajduje się w położeniu statycznym i nie wykonuje żadnego ruchu. Realizacja zmiany pojemności układu elektrycznego wynika z pochylenia obudowy przyrządu w odniesieniu do ustalonego w czasie pomiaru kierunku elementu wyznaczającego pionowy kierunek odniesienia. Pomiar kąta pochylenia wyznacza się przez porównywanie interwałów czasowych sygnału wyjściowego odpowiadającego położeniu elementu wahliwego po lewej i prawej stronie czujnika pojemnościowego. Przy zastosowaniu odpowiedniego układu elektronicznego wyznacza się pojemność, która jest funkcją kąta pochylenia.

Według wynalazku sposób pomiaru małego kąta pochylenia przez wyznaczanie różnicy między dwoma interwałami czasowymi odpowiadającymi położeniu elementu wahliwego z lewej i prawej strony prostej odniesienia, charakteryzuje się tym, że różnicę między dwoma interwałami czasowymi wyznacza się przez ciągły pomiar asymetrii czasowej elementu wahliwego, który wykonuje drgania nie zanikające.

Sposób według wynalazku pozwala na bardzo dokładny pomiar małego kąta pochylenia wynikającego z zastosowania dynamicznego sposobu pozyskania interwału czasowego będącego funkcją kąta pochylenia. Rozwiązanie według wynalazku umożliwia automatyczną eliminację wpływu niestabilność okresu wahań elementu wahliwego na rezultaty wyznaczeń kątowych, zapewnia więc uzyskanie wyników pomiaru o wysokiej dokładności czego nie uzyskuje się w znanych rozwiązaniach.

Sposób pomiaru małego kąta pochylenia, według wynalazku, zostanie bliżej objaśniony w oparciu o rysunek przedstawiający skrajne położenie elementu wahliwego czujnika pochyłomierza, w schemacie ogólnym. Czujnik pochyłomierza wyposażony w element wahliwy 1 wykonujący drgania nie zanikające jest zawieszony w punkcie 2. Pomiar małego kąta pochylenia a ustala się poprzez wyznaczenie różnicy między dwoma interwałami czasowymi odpowia181 940 dającymi położeniu elementu wahliwego 1 z lewej i prawej strony prostej odniesienia 3. Różnicę między dwoma interwałami czasowymi wyznacza się poprzez ciągły pomiar asymetrii czasowej elementu wahliwego 1. Przy poziomym położeniu podstawy 4 pochyłomierza otrzymamy:

T = Ti + T2 oraz

T2- Ti = 0 gdzie:

T - okres wahań elementu wahliwego,

T,i T2 - składowe okresu wahań elementu wahliwego.

Sposób wyznaczenia małego kąta pochylenia a metodą dynamiczną realizuje się następująco. Jeżeli podstawa 4 pochyłomierza zostanie odchylona o kąt α od położenia poziomego, wówczas oś elementu wahliwego 1 przy swobodnym zwisie nie będzie leżeć na prostej odniesienia 3. Przy ruchu elementu wahliwego 1 interwały czasowe T,i T2 nie będą sobie równe, różnica T, i T2jest zależna od wartości kąta pochylenia α i może przyjmować wartości dodatnie lub ujemne. Wartość kąta pochylenia a wyznaczona z jednego pełnego okresu oscylacji elementu wahliwego wynosi:

α = (T21 Ti)k = AT k gdzie:

a - kąt wyrażony w sekundach kątowych (),

AT - różnica międy dw/oma mecrU'·'adami Gas^wymi T, i T₂ w mliisekundach(ms), k - wspóicznnnik wy/rażony w 7ms.

Element wahliwy pochyłomierza pracuje w sposób ciągły, można więc uzyskiwać cyklicznie wyniki uśrednione np. ze 100 pomiarów przy jednoczesnej eliminacji wpływu dryftu okresu wahań T na rezultaty wyznaczeń kątowych, co sprzyja podniesieniu dokładności pomiaru małego kąta pochylenia α.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób pomiaru małego kąta pochylenia, w którym wyznacza się różnicę między dwoma interwałami czasowymi odpowiadającymi położeniu elementu wahliwego z lewej i prawej strony prostej odniesienia, znamienny tym, że różnicę między dwoma interwałami czasowymi wyznacza się poprzez ciągły pomiar asymetrii czasowej elementu wahliwego, który wykonuje drgania nie zanikające.