RU2548397C1 - Pendulum inclination angle sensor - Google Patents
Pendulum inclination angle sensor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2548397C1 RU2548397C1 RU2014103063/28A RU2014103063A RU2548397C1 RU 2548397 C1 RU2548397 C1 RU 2548397C1 RU 2014103063/28 A RU2014103063/28 A RU 2014103063/28A RU 2014103063 A RU2014103063 A RU 2014103063A RU 2548397 C1 RU2548397 C1 RU 2548397C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angle
- angle sensor
- pendulum
- stator
- rotor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения углов наклона, в частности подвижных объектов.The invention relates to measuring technique and can be used to determine tilt angles, in particular moving objects.
Известны устройства для определения углов наклона подвижных объектов, использующие в своем составе маятник (авторское свидетельство СССР №727992, кл. G01C 9/12, 1976 г., опубл. 15.04.1980, бюл. №14; авторское свидетельство СССР №1500823, кл. G01C 9/12, 1987 г., опубл. 15.08.1989, бюл. №30). Наличие маятника делает зависимым показания датчиков от линейных ускорений, действующих на подвижный объект. Применение демпферов, компенсаторов действия инерционных сил усложняет конструкция, но не устраняет полностью влияния линейных ускорений.Known devices for determining the tilt angles of moving objects using a pendulum (USSR author's certificate No. 727992, class G01C 9/12, 1976, publ. 04/15/1980, bull. No. 14; USSR author's certificate No. 15000023, class G01C 9/12, 1987, published on August 15, 1989, Bulletin No. 30). The presence of the pendulum makes the readings of the sensors dependent on linear accelerations acting on the moving object. The use of dampers, compensators of inertial forces complicates the design, but does not completely eliminate the influence of linear accelerations.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является маятниковый датчик угла наклона (патент на изобретение RU 2500988, МПК G01C 9/12, 27.06.2012 г., опубл. 10.12.2013, бюл. №34), содержащий в качестве маятника два соединенных между собой стержня, подвешенные на площадке и связанные с датчиками углов, при этом совместное отклонение этих стержней взаимно компенсирует появление вредного сигнала от их отклонения под действием линейных ускорений.Closest to the proposed invention is a pendulum angle sensor (patent for invention RU 2500988, IPC G01C 9/12, June 27, 2012, published on 12/10/2013, bull. No. 34), containing as a pendulum two interconnected rods suspended on the site and associated with angle sensors, while the joint deviation of these rods mutually compensates for the appearance of a harmful signal from their deviation under the action of linear accelerations.
Существенным недостатком такого датчика является установка датчиков углов на площадке, а не на оси ее подвеса. Перемещение стержней приведет к изменению положения центра масс всего маятника и повороту самой площадки, на которой подвешены стержни. Это приведет к погрешности в измерении угла поворота объекта.A significant drawback of such a sensor is the installation of angle sensors on the site, and not on the axis of its suspension. The movement of the rods will lead to a change in the position of the center of mass of the entire pendulum and the rotation of the platform itself, on which the rods are suspended. This will lead to an error in the measurement of the angle of rotation of the object.
Технической задачей изобретения является повышение точности измерения угла наклона объекта при его движении.An object of the invention is to increase the accuracy of measuring the angle of inclination of the object during its movement.
Указанная задача достигается тем, что согласно изобретению оба датчика угла установлены на одной оси подвеса, жестко закрепленной в корпусе датчика, и их роторы жестко закреплены на этой оси, статор и шестерня одного датчика угла жестко соединены с маятником и установлены с возможностью их совместного поворота вокруг оси подвеса относительно ротора этого датчика угла, статор и шестерня другого датчика угла установлены с возможностью их совместного поворота вокруг оси подвеса относительно ротора этого датчика угла, шестерни, соединенные со статорами датчиков углов, находятся в зацеплении через четное количество промежуточных шестерен, выходные обмотки статоров датчиков углов соединены с возможностью суммирования их выходных сигналов.This task is achieved by the fact that according to the invention, both angle sensors are mounted on the same axis of the suspension rigidly fixed in the sensor housing, and their rotors are rigidly fixed on this axis, the stator and gear of one angle sensor are rigidly connected to the pendulum and installed with the possibility of their joint rotation around the suspension axis relative to the rotor of this angle sensor, the stator and gear of another angle sensor are mounted with the possibility of their joint rotation about the suspension axis relative to the rotor of this angle sensor, gears are connected with stators angle sensor are engaged via an even number of intermediate gears, the output stator winding angle sensors are connected with the possibility of summing their outputs.
Существенным отличием предлагаемого технического решения является то, что оба датчика угла установлены на одной оси подвеса, жестко закрепленной в корпусе датчика, и их роторы жестко закреплены на этой оси, статор и шестерня одного датчика угла жестко соединены с маятником и установлены с возможностью их совместного поворота вокруг оси подвеса относительно ротора этого датчика угла, статор и шестерня другого датчика угла установлены с возможностью их совместного поворота вокруг оси подвеса относительно ротора этого датчика угла, шестерни, соединенные со статорами датчиков углов, находятся в зацеплении через четное количество промежуточных шестерен, выходные обмотки статоров датчиков углов соединены с возможностью суммирования их выходных сигналов.A significant difference of the proposed technical solution is that both angle sensors are mounted on the same axis of the suspension, rigidly fixed in the sensor housing, and their rotors are rigidly fixed on this axis, the stator and gear of one angle sensor are rigidly connected to the pendulum and installed with the possibility of their joint rotation around the suspension axis relative to the rotor of this angle sensor, the stator and gear of another angle sensor are mounted with the possibility of their joint rotation about the suspension axis relative to the rotor of this angle sensor, pole The rods connected to the stators of the angle sensors are meshed through an even number of intermediate gears, the output windings of the stators of the angle sensors are connected with the possibility of summing their output signals.
На фиг. показан маятниковый датчик угла наклона подвижного объекта. In FIG. The pendulum angle sensor of a moving object is shown.
В корпусе прибора 1 жестко закреплена ось 2, на которой жестко закреплены роторы 3 и 4 датчиков углов, статоры которых 5 и 6 жестко соединены соответственно с шестернями 7 и 8. Статор 6 и шестерня 8 жестко соединены с маятником 9. Шестерни 7 и 8 находятся в зацеплении через промежуточные шестерни 10 и 11, оси которых могут поворачиваться в корпусе 1.An axis 2 is rigidly fixed in the housing of the device 1, on which rotors 3 and 4 of the angle sensors are rigidly fixed, the stators of which 5 and 6 are rigidly connected to gears 7 and 8. Stator 6 and gear 8 are rigidly connected to the pendulum 9. Gears 7 and 8 are meshing through the intermediate gears 10 and 11, the axes of which can be rotated in the housing 1.
В исходном положении при отсутствии наклона объекта и действующих на него линейных ускорений статоры датчиков не повернуты относительно их роторов, суммарный сигнал, снимаемый с обмоток статоров датчиков углов, равен нулю.In the initial position, in the absence of an object tilt and linear accelerations acting on it, the sensor stators are not rotated relative to their rotors, the total signal taken from the windings of the stator of the angle sensors is zero.
При наклоне объекта, а вместе с ним и корпуса прибора 1 поворачивается закрепленная в корпусе 1 ось 2, а вместе с ней и закрепленные на ней роторы 3 и 4 датчиков углов. При повороте корпуса 1 промежуточная шестерня 10 обегает шестерню 8 статора 6, которые удерживаются неподвижно весом маятника 9. Шестерня 10 через шестерню 11 поворачивает шестерню 7 и вместе с ней статор 5 на угол, равный углу поворота корпуса 1 вместе с осью 2 и ротором 3. Таким образом, ротор 3 и статор 5 повернутся в одну сторону на равный угол, сигнал на выходе обмотки статора 5 будет равен нулю. В то же время ротор 4 повернется относительно неподвижного статора 6, в выходной обмотке которого появится напряжение, пропорциональное углу поворота ротора (и объекта). Так как выходные обмотки статоров соединены с возможностью суммирования их выходных сигналов, сигнал на выходе датчика будет пропорционален углу наклона объекта.When tilting the object, and with it the body of the device 1, the axis 2 fixed in the body 1 is rotated, and with it the rotors 3 and 4 of the angle sensors fixed on it. When turning the housing 1, the intermediate gear 10 runs around the gear 8 of the stator 6, which are held motionless by the weight of the pendulum 9. The gear 10 through the gear 11 rotates the gear 7 and with it the stator 5 by an angle equal to the angle of rotation of the housing 1 together with the axis 2 and rotor 3. Thus, the rotor 3 and the stator 5 will turn in the same direction at an equal angle, the signal at the output of the stator winding 5 will be zero. At the same time, the rotor 4 will rotate relative to the stationary stator 6, in the output winding of which there will be a voltage proportional to the angle of rotation of the rotor (and the object). Since the output windings of the stators are connected with the possibility of summing their output signals, the signal at the output of the sensor will be proportional to the angle of inclination of the object.
При действии на маятник 9 линейных ускорений произойдет его поворот вместе с шестерней 8 и статором 6 относительно неподвижного ротора 4. При этом шестерня 8 повернет через шестерни 10 и 11 шестерню 7, а вместе с ней и статор 5 относительно неподвижного ротора 3 в направлении, противоположном повороту статора 6. Таким 6образом, в статорах 5 и 6 появятся равные, но противоположные по знаку напряжения. В результате напряжение на выходе датчика угла наклона, равное сумме напряжений выходных обмоток статоров датчиков углов, будет равно нулю.Under the action of linear accelerations on the pendulum 9, it rotates together with gear 8 and stator 6 relative to the stationary rotor 4. In this case, gear 8 rotates gear 7 through gears 10 and 11, and with it the stator 5 relative to the stationary rotor 3 in the opposite direction rotation of the stator 6. Thus, in the stator 5 and 6, equal but opposite in sign voltage will appear. As a result, the voltage at the output of the angle sensor, equal to the sum of the voltages of the output windings of the stators of the angle sensors, will be zero.
Таким образом, напряжение на выходе датчика будет пропорционально углу наклона объекта, при этом возможные линейные ускорения, хотя и приведут к отклонению маятника, не приведут к погрешностям выходного сигнала.Thus, the voltage at the output of the sensor will be proportional to the angle of inclination of the object, while the possible linear accelerations, although they will lead to the deviation of the pendulum, will not lead to errors in the output signal.
Предлагаемое техническое решение позволяет исключить влияние линейного ускорения при движении объекта на результаты измерения угла его наклона, что повышает точность измерения угла наклона объекта при его движении.The proposed technical solution eliminates the influence of linear acceleration during the movement of the object on the results of measuring the angle of its inclination, which increases the accuracy of measuring the angle of inclination of the object during its movement.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014103063/28A RU2548397C1 (en) | 2014-01-29 | 2014-01-29 | Pendulum inclination angle sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014103063/28A RU2548397C1 (en) | 2014-01-29 | 2014-01-29 | Pendulum inclination angle sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2548397C1 true RU2548397C1 (en) | 2015-04-20 |
Family
ID=53289295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014103063/28A RU2548397C1 (en) | 2014-01-29 | 2014-01-29 | Pendulum inclination angle sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2548397C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605005C1 (en) * | 2015-07-13 | 2016-12-20 | Александр Васильевич Шкуратов | Movable structural elements angle of rotation measuring sensor |
| RU2721210C1 (en) * | 2019-10-08 | 2020-05-18 | Матвей Геннадьевич Игошев | Self-propelled boom crane without rotary part control system |
| RU2807094C1 (en) * | 2022-05-31 | 2023-11-09 | Алексей Николаевич Кукушкин | Fibre-optic pendulum tilt sensor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1002551A1 (en) * | 1981-09-11 | 1983-03-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики | Gyroscopic inclination meter |
| SU1500823A1 (en) * | 1987-04-03 | 1989-08-15 | Саратовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск | Pendulum pick-up for sensicng angle of inclanation of moving object |
| RU2500988C1 (en) * | 2012-06-27 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | Pendular sensor of inclination angle |
-
2014
- 2014-01-29 RU RU2014103063/28A patent/RU2548397C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1002551A1 (en) * | 1981-09-11 | 1983-03-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики | Gyroscopic inclination meter |
| SU1500823A1 (en) * | 1987-04-03 | 1989-08-15 | Саратовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск | Pendulum pick-up for sensicng angle of inclanation of moving object |
| RU2500988C1 (en) * | 2012-06-27 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | Pendular sensor of inclination angle |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605005C1 (en) * | 2015-07-13 | 2016-12-20 | Александр Васильевич Шкуратов | Movable structural elements angle of rotation measuring sensor |
| RU2721210C1 (en) * | 2019-10-08 | 2020-05-18 | Матвей Геннадьевич Игошев | Self-propelled boom crane without rotary part control system |
| RU2807094C1 (en) * | 2022-05-31 | 2023-11-09 | Алексей Николаевич Кукушкин | Fibre-optic pendulum tilt sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2703042C2 (en) | Overturning inclinometer with gyro sensors | |
| EP3123209B1 (en) | Absolute vector gravimeter and methods of measuring an absolute gravity vector | |
| CN103323625A (en) | Error calibration compensation method of accelerometers in MEMS-IMU under dynamic environment | |
| RU2488776C1 (en) | Method to increase accuracy of calibration of triaxial laser gyroscopes with one common vibrator | |
| RU2548397C1 (en) | Pendulum inclination angle sensor | |
| CN102455183A (en) | Triaxial attitude sensor | |
| RU2509289C2 (en) | Azimuthal orientation of platform of triaxial gyrostabiliser by increments of angle of gyroblock precession | |
| RU2494345C1 (en) | Multi-purpose wide-range test bench for monitoring of angular velocity metres | |
| RU2500988C1 (en) | Pendular sensor of inclination angle | |
| RU2550592C1 (en) | Stabiliser gyrocompass | |
| RU2015146721A (en) | METHOD FOR EVALUATING ERRORS OF A THREE-AXIS GYROSCOPE | |
| RU2605005C1 (en) | Movable structural elements angle of rotation measuring sensor | |
| CN102419170A (en) | Inclination angle measuring apparatus, method, and processor | |
| ES2538402T3 (en) | Electromechanical device to measure the inclination of a support plane with high resolution, high accuracy and low sensitivity to external disturbances | |
| RU2012129751A (en) | METHOD FOR DETERMINING A SCALE SOLID WAVE GYROSCOPE FACTOR AT A TURNING TABLE | |
| RU2711572C1 (en) | Method for independent determination of three-axis gyrostabilizer platform departures | |
| RU2509979C1 (en) | Method of autonomous azimuthal orientation of platform of three-axial gyrostabiliser by varying points of correction | |
| RU105429U1 (en) | SENSOR OF THE ROLL AND TURNS OF THE FASTING OBJECT | |
| RU2010132599A (en) | METHOD FOR DETERMINING ACCELERATION OF GRAVITY FORCE IN A MOVING OBJECT AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| RU2005141093A (en) | METHOD FOR DETERMINING NAVIGATION PARAMETERS OF AIRCRAFT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| RU2513631C1 (en) | Method to determine azimuth of platform of triaxial gyrostabiliser by angle of rotation of gyroblock body | |
| CN105241385B (en) | The method for real-time measurement of object vibration displacement in inertial space | |
| RU2571199C1 (en) | Stabilised gyrocompass system | |
| CN103759710A (en) | Method for measuring obliquity angle of crank arm in crank arm inertia system and obliquity angle sensor | |
| CN201897479U (en) | Triaxial attitude sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180130 |