SU1139966A1 - Датчик угла наклона - Google Patents

Abstract

ДАТЧИК УГЛА НАКЛОНА, содержащий оптически прозрачную кольцевую ампулу с жидкостью, частично поглощающей оптическое излучение, и с пузьфьком газа, не поглощающего оптическое излучение, источник оптического излучени , кольцевую щелевую диафрагму и приемники оптического излучени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  угловой разрешающей способности, он снабжен четырьм  приемниками оптического излучени , размещенными по кольцевому периметру с одинаковым угловым шагом вдоль внешней части кольцевой диафрагмы , установленной между приемниками оптического излучени  и внешней, поверхностью кольцевой прозрачной ампулы, наполовину заполненной жидкостью , а источник оптического излучени  расположен в центре ампулы. W

Description

1

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам дл  определени  пространственного положени  объектов, и может быть использовано в геодезии, строительстве, на транспортных средствах , в системах управлени  движущимис  объектами, в том числе имеющими многооборотное осевое вращение, дл  определени  положени  вертикали автономной системы координат относительно направлени  вектора гравитационного пол .

Известны указатели положени  объекта , содержащие кольцевую прозрачную трубку, заполненную жидкостью, поглощающей оптическое излучение, с пузырьком газа, по положению которого относительно кольцевой трубки, закрепленной на объекте, определ етс  положение объекта в поле гравитационных сил

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  датчик угла наклона, содержащий оптически прозрачную кольцевую трубку, закрепленную на объекте, заполненную жидкостью , поглощающей оцтическое излучение, с пузырьком газа, не поглощающего оптическое излучение, источник оптического излучени , расположенный в центре дискового световода , примыкающего своей внешней кольцевой поверхностью к внутренней части кольцевой прозрачной трубки, и приемники оптического излучени , расположенные по периметру вдоль внешней части кольцевой прозрачной трубки, причем между приемниками оптического излучени  и внешней поверхностью прозрачной кольцевой трубки введена кольцева  щелева  диафрагма, ограничивающа  угол обзора приемников .

Угловое положение объекта, измеренное таким датчиком, дискретное, с шагом квантовани , определенным угловыми размерами приемников оптического излучени . Электрические позиционные сигналы, вырабатываемые приемниками оптического излучени , содержат информацию об угле наклона объекта в поле сил т готени . Текущий отсчет производитс  по величине электрического сигнала с приоритетом по большему сигналу. Углова  ра решающа  способность такого датчика

399662

зависит от величины угловых размеров приемников оптического излучени .

Повышение угловой разрешающей способности датчика достигаетс  5 уменьшением угловых размеров приемников оптического излучени , что может быть получено за счет увеличени  количества приемников и уменьшени  их размеров при одновременном

О усложнении устройств приема и обработки электрических позиционных сигналов, вырабатьгоаемых приемниками оптического излучени .

Цель изобретени  -повьш1ение угловой разрешающей способности датчика угла наклона объекта без увеличени  количества приемников оптического излучени  и уменьшени  их размеров. Поставленна  цель достигаетс  тем,

20 что датчик угла наклона объекта,

содержащий оптически прозрачную кольцевую ампулу, закрепленную на объекте , с жидкостью, частично поглощающей оптическое излучение, и с пузырьком газа, не поглощающего оптическое излучение, источник оптического излучени , кольцевую щелевую диафрагму и приемники оптического излучени , снабжен четьфьм  приемниками оптического излучени , размещенными по кольцевому периметру , с одинаковым угловым шагом вдоль внешней части кольцевой щелевой диафрагмы, установленной между при емниками оптического излучени  и

внешней поверхностью кольцевой прозрачной ампулы, наполовину заполненной жидкостью, а источник оптического излучени  расположен в центре

0 ампулы.

На фиг. 1 изображен датчик угла наклона объекта; на фиг. 2 - то же,

вертикальный разрез.

I, . Датчик угла наклона объекта со держит источник 1 оптического излучени , расположенный в центре оптически прозрачной кольцевой ампулы 2, принимающей внутренней кольцевой поверхностью поток оптического излу чени  от источника 1, наполовину заполненной жидкостью 3, частично поглощающей оптическое излучение и содержащей пузырек 4 газа, не поглощающего оптическое излучение, кольце55 вую щелевую диафрагму 5, формирующую узкий по профилю кольцевого сечени  оптический луч, расположенную с внешней стороны кольцевой ампулы 2, и

приемники 6 оптического излучени , установленные вдоль внешнего периметра кольцевой щелевой диафрагмы 5, обращенные чувствительными поверхност ми к источнику 1 оптического излучени .

Датчик угла наклона работает следзпощим образом.

Поток оптического излучени  от источника 1 передаетс  к внутренней поверхности прозрачной кольцевой ампулы 2. При прохождении оптического потока через жидкость 3, частично поглощающую оптическое излучение, происходит ослабление этого потока из-за поглощени  в жидкости 3. Прохождение оптического потока без ослаблени  возможно только в зоне расположени  пузырька 4 газа на пути распространени  излучени . Оптический поток, прошедший через пузырек 4 газа, проходит затем через щелевую диафрагму 5 и попадает на приемники 6 оптического излучени . Таким образом формируютс  зона тени и зона засветки чувствительных поверхностей приемников 6 оптического излучени . Взаимное положение этих зон относительно приемников излучект  определ етс  положением жидкоети 3, частично поглощающей оптическое излзгчение и перемещающейс  в ампуле 2 при изменении углового

положени  ампулы, закрепленной на объекте, в поле действи  гравитационных сил. Величина электрического сигнала, вырабатываемого каждым приемником 6 оптического излучени , зависит от соотношени  величин зоны тени и зоны засветки чувствительной поверхности приемника, т.е. от угла наклона объекта. При изменении угла наклона объекта электрический сигнал , формируемый каждым приемником в пределах чувствительной поверхности приемника при относительном изменении величин зоны тени и зоны засветки этой поверхности, измен етс  как непрерывна  аналогова  величина. Информаци  о модуле величины угла наклона и направлении наклона получаетс  в результате сравнительной комплексной оценки величин электрических сигналов при одновременном измерении этих сигналов на выходах каждого из приемников оптического излучени , завис щих от распределени  зон теней и зон засветок чувствительных поверхностей приемников и  вл ющихс  функци ми угла наклона объекта.

Применение предлагаемого датчика угла наклона объекта позволит решить р д практических задач в различных област х народного хоз йства.

Claims (1)

1. ДАТЧИК УГЛА НАКЛОНА, содержащий оптически прозрачную кольцевую ампулу с жидкостью, частично поглощающей оптическое излучение, и с пузырьком газа, не поглощающего оптическое излучение, источник оптического излучения, кольцевую щелевую диафрагму и приемники оптического излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения угловой разрешающей способности, он снабжен четырьмя приемниками оптического излучения, размещенными по кольцевому периметру с одинаковым угловым шагом вдоль внешней части кольцевой диафрагмы, установленной между приемниками оптического излучения и внешней, поверхностью кольцевой прозрачной ' ампулы, наполовину заполненной жидкостью, а источник оптического излучения расположен в центре ампулы.