SU1138647A1 - Датчик угла наклона - Google Patents

Abstract

ДАТЧИК УГЛА НАКЛОНА, содержащий источник питани , регистрирующий прибор и последовательно расположенные источник света, диафрагму и фотоприемник, отличающийс   тем, что, с целью его упрощени  и расширени  диапазона угловых измерений , диафрагма вьтолнена в виде ма тника в форме полудиска, а фотоприемник выполнен в виде фотопровод щего сло , нанесенного на поверхность диэлектрического дискообразного основани  с расположенными на нем трем  провод щими электродами, один из которых вьтолнен в виде замкнутого кольца и находитс  в центре, а два других, расположенных на периферии , вьтолнены в форме полуколец, изолированных одно от другого диаметрально расположенными диэлектрическими промежутками, при этом полу ,кольцевые электроды подключены К 9 разноименным полюсам источника питани ,, а кольцевой электрод через регистрирующий прибор подключен к среднему выводу источника питани . СО 00 О) 4 vj

Description

1 Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  определени  угла наклона объекта относительно горизонта и может быть использовано в устройствах систем автоматической стабилизации движущихс  объектов относительно вертикали , Известно устройство дл  определе ки  угла наклона, содержащее ма тни расположенный внутри каркаса цилинд рической катушки, высокочастотные опорный и измерительный автогенераторы , частотомер 1.1. Недостатками данного устройства  вл ютс  малый диапазон измерени  углов, наличие дл  питани  устройств и считывани  информации специальных генераторов переменного напр жени  и частотомера, низка  помехозащищенность датчика от воздействи  внешних магнитных полей. Наиболее близким к. изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  датчик угла наклона, соде51жащий подвижный ма тник с закрепленными на нем источником света и фотоприемником, диафрагму , вьшолненную в иде вращающегос  диска с отверсти ми и расположенную между источникои света и фотоприемни ком, на оси диска жестко закреплен кулачок, св занный с контактной rpyi пой. Устройство также содержит источники питани , счетчики инпульсов коммутатор, шаговый двигатель и рё-. гистрирующее устройство Czl. Недостатками известного устройстт ва  вл ютс  его сложность, обуслов-. ленна  наличием большого количества различных узлов и приспособлений, таких как счетчики импульсов, коммутатор , кулачковый механизмс контактной группой, и низка  надежность за счет контактной системы коммутации счетчиков, расположени  источни ка света и фотоприемника на подвижном ма тнике, требующего гибких тоководводов . Кроме того устройство не позвол ет осуществл ть измерени  углов в пределах выше . Цель изобретени  - упрощение устройства и расширение диапазона угло вых измерений. Указанна  цель достигаетс  тем, что в датчике угла наклона, содержащем ИСТОЧНИК питани , регистрирующий прибор и последовательно распо47 ложенные источник света, диафрагму и фотоприемник, диафрагма выполнена в виде ма тника в форме полудиска, а фотоприемник выполнен в виде фотопровод щего сло , нанесенного на поверхность диэлектрического дискообразного -основани  с расположенными на нем трем  провод щими электродами , один из которых вьшолнен в виде замкнутого кольца и находитс  в центре, а два других, расположенные на периферии, вьтолнены в форме полуколец, изолированных одно от другого диаметрально расположенными диэлектрическими промежутками, при этом полукольцевые электроды подключены к разноименным полюсам источника питани , а кольцевой электрод через регистрирующий прибор под ключей к средц1ему выводу источника питани . . На фиг, 1 представлена схема пред-)лагаемого устройства; на фиг,2 разрез А-А на фиг,1; на фиг.З -.график зависимости выходного сигнала от угла наклона объекта. Датчик угла наклона содержит расг положенные по ходу светового луча I диафрагму 2, выполненную в виде ма-  тника в форме полудиска, фотоприейник 3, выполненный в виде участков фотопровод щего сло  4, нанесенного на поверхность диэлектрического основани  5, На поверхности фотопровод щего сло  4 расположены три прово-j д щих электрода - кольцевой 6 и по- , лукольцевые 7 и 8, Электроды 7 и 8 изолированы один от другого диэлектрическими промежутками 9 и 10, Устройство содержит также источник 1 питающего напр жени  и регисТ рирующий прибор 12, Устройство работает следующим образом . При закреплении устройства на контролируемом объекте датчик ориентирзтот таким образом, что регистрирующий прибор 12 показьшает нулевое отклонение. Дл  освещени  фотоприемника 3 может быть использован любой подход щий источник света посто нной штенсивности светового потока. Нулевое отклонение стрелки регистрирующего прибора 12 будет только в том случае, когда размеры освещенных участков фотопровод щего сло  4, заключенных между соответствующими полукольцёвыми 7 и 8 и кольцевым 6 электродами равны. При наклоне объекта фотоприемник вместе с объектом мен ет свое положение относительно вертикали и, диаф рагмы 2, йри этом мен ютс  площади освещенных участков фотопровод щего сло  4J. а следовательно, и их сопро типлени , что приводит к по влению выходного сигнала в цепи регистрирук цего элемента. Пол рность выходного сигнала зависит от направлени  смещени  диафрагмы 2 (вправо, влево ), а амплитуда пропорциональна величине смещени  (углу наклона). В качестве -фотопровод щего сло  используют полупроводниковый материал CdSe, нанесенный путем термического испарени  в вакууме на ситалловую подложку в виде кольца, в качест ве электродов - индий или Af. Диамет диска фотоприемника 2 см, .ширина электродов 2 мм. При освещении пор дка 1000 лк выходной сигнал имеет линейную выходную характеристику с нулем по середине. Погрешность определени  угла составл ет около 1%. В качестве -ма тника используют свинцовую пластичу, ось качани  которой совпадает с центром диска фотоприем47 ника и закреплена, на опорном шарикоподшипнике , в качеств.е регистрирующего прибора - микроамперметр М-96. Предлагаемое устройство значительно проще в изготовлении и эксплуатации по сравнению с известными. Кроме того, в нем отпадает необходимость в контактной системе коммутации и гибких токоподводах, так как . фотоприемник закреплен относительно-объекта измерени  неподвижно, что повьшает надежность устройства, расшир етс  диапазон угловых измереНИИ , составл ющий ±90. Нулевое положение выходного сигнала находитс  на середине выходной характеристики, и при цереходе через, нулевое положение мен етс  пол рность выходного сигнала, тем отпадает необходимость в использовании фоточувствительных устройств дл  определени  . направлеМи  отклонени . При этом легко осуществить демпфирование ма тника, выполнив его из ферромагнитного материала,- и по вл етс  возможность предупреждени  путем установки заданного крити ческого угла наклона, большее откло-г нение которого вызывает сигнал датчика .

Mtftnttlt

W ////7//yJ.

фиг. 2

90 75 60 5 30 15

Фиг.З 100

О 15 30 5 60 75 .

-100

Claims (1)

1. ДАТЧИК УГЛА НАКЛОНА, содержащий источник питания, регистрирующий прибор и последовательно расположенные источник света, диафрагму и фотоприемник, отличающийс я тем, что, с целью его упрощения и расширения диапазона угловых измерений, диафрагма выполнена в виде маятника в форме полудиска, а фотоприемник выполнен в виде фотопроводящего слоя, нанесенного на поверхность диэлектрического дискообразного основания с расположенными на нем тремя проводящими электродами, один из которых выполнен в виде замкнутого кольца и находится в центре, а два других, расположенных на периферии, выполнены в форме полуколец, изолированных одно от другого диаметрально расположенными диэлектрическими промежутками, при этом полукольцевые электроды подключены к разноименным полюсам источника питания,, а кольцевой электрод через регистрирующий прибор подключен к среднему выводу источника питания.