SU1157352A1 - Датчик углов наклона объекта - Google Patents

Abstract

ДАТЧИК УГЛОВ НАКЛОНА ОБЪЕКТА , содержодий светопроницаемый корпус , прозрачную ампулу, источник света и фотоэлектрические преобразователи , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точное ти измерени  при больших скорост х изменени  угла наклона, он снабжен двум  светопроницаемьате пробками. ю кажда  из которых закреплена в торце ампулы, двум  зеркалами, установленными на основании корпуса под углом к торцам пробки, и держателем, жестко закрепленным на основании корпуса, на котором равномерно размещены фотоэлектрические преобразователи , касающиес  нижней стенки ампулы , источник света расположен в центре корпуса с нижней стороны основани , а ампула выполнена в виде трубки, образую1цей полукольцо, обращенное вьтуклостью вверх, и заполнена светопроницаемой жидкостью с воздушным пузырьком, диаметр которого выбран из соотношени  Л 0,10 0,20, где d - диаметр воздушного пузырька; D - внутренний диаметр ампулы.

Description

1n I Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  углов наклона на подвижных объектах. Известен датчик угла наклона, .содержащий прозрачную ампулу в виде шарового сегмента, заполненную непрозрачной жидкостью со светопроницаемым пузырьком, источник света . и фотоэлектрический преобразователь, расположенные с разных сторон пузырька . Световой поток от источни- . & света, установленного в фокусе вогнутой оптической линзы, проход  через переменное поперечное сечение воздушного пузырька, наход щегос  в светонепроницаемой жидкости, воз-. действует на фотоэлектрический преобразователь , расположенный на поверхности линзы и регистрирующий . угол наклона объекта 1 J. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  датчик углов наклона объекта, содержащий прозрачную ампулу со светонепроницаемой жидкостью и воздушным пузыр ком, источник света и фотоэлектричес кий преобразователь, расположенные с разных сторон ампулы, причем ампула , заполненна  наполовину светонепроницаемой жидкостью, выполнена в в де плоского сосуда круглого сечени , на торцовой поверхности которого по разные стороны от оси вращени  расположены фотоэлектрические преобразователи , включенные в измерительный мост. При изменении угла наклона площадь освещени  фотоэлектрических преобразователей измен етс . Это приводит к разбалансировке измерительного моста, неличина которой про порциональна изменению угла наклона объекта 2. Недостатком известных датчиков  в л етс  низка  точность при скорост х изменени  угла наклона более 0,5 рад/с вследствие инерционности чувствительного элемента - воздушного пузырька, обусловленной его геометрическими размерами и,следовательно , высоким гидравлическим сопро тивлением. Цель изобретени  - повышение точности измерени  при больших скороет х изменени  угла наклона, Поставленна  цель достигаетс  тем, что датчик углов наклона объекта , содержащий светопроницаемый кор22: пус, прозрачную ампулу, источник света и фотоэлектрические преобразователи , снабжен двум  светопроницаемыми пробками, кажда  из которых закреплена в торце ампулы, двумЯзеркалами, уста говленными на основании корпуса под углом к торцам пробок и держателем , жестко закрепленным на основании корпуса, на котором равномерно размещены фотоэлектрические преобразователи , касающиес  нижней стенки ампулы, источник света расположен в центре корпуса с нижней стороны основани , а ампула выполнена в виде трубки, образующей полукольцо, обращенное вьтуклостью вверх, и заполнена светопроницаемой жидкостью с воздушным пузырьком, диаметр которого выбран из соотношени  0,10 d 40,20, где d - диаметр воздушного пузырька, О - внутренний диаметр ампулы. Выбор размеров воздушного пузырь- ка из соотношени  0,10 ,20 позвол ет значительно снизить инерционность чувствительного элемента -за счет сокращени  его геометрических размеров и, следовательно, уменьшени  гицравлическрго сопротивлени , что приводит к повьш1ению точности измерени  при больших скорост х изменени  угла наклона. Выполнение ампулы в ввде трубки, образующей полукольцо, обращенное выпуклостью вверх, обеспечивает пр мо пропорциональную зависимость между угловыми перемещени ми объекта и перёмещени ми .воздушного пузырька, что также повьш1ает точность измерени . Установка зеркал в торцах ампулы , а источника света - в середине основани  корпуса позвол ет подучить световые лучи с одинаковой интенсивностью освещенности, а это ведет к получению более точных результатов. Установка на торцах ампулы светопроницаемых пробок и заполнение.ампулы прозрачной жидкрстью, а Также размещению фотоэлектрических преобразователей вдоль нижней стенки ампулы и жесткое закрепление их на основании корпуса обеспечивает прохождение лу- ча сквозь .пробки и столб жидкости до воздушного пузырька и отражение светового луча на фотоэлектрический преобразователь, причем интенсивность

3

освещенности отражаемого от воздушного пузырька светового луча находитс  в обратно пропорциональной зависимости .от рассто ни , пройденного световым лзгчом до воздушного пузырька в ампуле, а следовательно, углового перемещени  подвижного объекта все это позвол ет регистрировать угол наклона при больших скорост. х перемещени  объекта.

На чертеже изображен датчик углов наклона. .

Датчик углов наклона объекта состоит из светопроницаемого корпуса 1, светопроницаемой ампулы 2 в виде трубки, образзпощей полукольцо и ориейтированной вьтуклостью вверх, заполненной светопроницаемой жидкостью 3, в которой находитс  возДУШШ .1Й пузырек 4. Ампула 2 закреплена в основании 5, с одной стороны которого помещены источник 6 света, зеркала 7 и торцы ампулы 2 со светопровод щими пробками 8, С другой стороны основани  находитс  рабоча  часть ампулы 2 и держатель фотопреобразователей 9 с фотопреобразовател ми 10-12, .

57352 ,4

Датчик устанавливаетс  на контролируемом объекте таким образом, что горизонтальноь у положению объек та соответствует положение воздуютого 5 пузырька 4 в середине ампулы 2, Световой поток от источника 6 света, отразившись от зеркал 7, проходит светопроницаемые пробки 8 и светопроницаемую жидкость 3, Достигнув воэ10 душного пузьфька 4, световой поток отражаетс  от него и воздействует на фотозлектрический преобразователь 1I.

При изменении угла наклона объекта воздушный пузырек 4 по ампуле 2 перемещаетс , и световой поток, отраженный от него,, воздействует на фотозлектрический преобразователь 10, из- . мен   его параметры.

Таким образом, пропорционально изменению угла наклона измен ютс  параметры фотоэлектрического преобразовате ,л , которые замер ют или регисч- рирутот известн№ способом Использование предлагаемого дат- 5 чика углов наклона позволит повысить точность измерени  при скорост х изменени  угла наклона подвижного объекта до 0,2 рад/с.

Claims (1)

1. ДАТЧИК УГЛОВ НАКЛОНА ОБЪЕКТА, содержащий светопроницаемый корпус, прозрачную ампулу, источник света и фотоэлектрические преобразователи, отличающийся тем, что, с целью повышения точное*· ти измерения при больших скоростях изменения угла наклона, он снабжен двумя светопроницаемыми пробками. каждая из которых закреплена в торце ампулы, двумя зеркалами, установленными на основании корпуса под углом к торцам пробки, и держателем, жестко закрепленным на основании корпуса, на котором равномерно размещены фотоэлектрические преобразователи, касающиеся нижней стенки ампулы, источник света расположен в центре корпуса с нижней стороны основания, а ампула выполнена в виде трубки, образующей полукольцо, обращенное выпуклостью вверх, и заполнена светопроницаемой жидкостью с воздушным пузырьком, диаметр которого выбран из соотношения

   0, ID «d ^0,20, где d - диаметр воздушного пузырька; D - внутренний диаметр ампулы.

   м СП *4 СО сл ьо ч