SU1303825A1 - Устройство дл измерени угла и направлени наклона объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и позвол ет расширить диапазон измер емых углов. На свободном конце стержневого упругого волоконно-оптического элемента (ВОЭ)2 укреплен радиально намагниченный посто нный кольцевой магнит 3, по периметру которого размещены четыре идентичные катушки электромагнита 6. При наклоне объекта ВОЭ 2 изгибаетс , и световое п тно на фотоприемнике 5 сл

Description

смещаетс  относительно точки пересечени  его координатных осей. Взаимодействие полей катушек электромагни- та 6 и посто нного магнита 3 возвра-;

Изобретение относитс  к измериельной технике, в частности к устойствам дл  измерени  углов наклона одвижных объектов, например строиельных и дорожных машин.

Целью изобретени   вл етс  расшиение диапазона измер емых углов.

На фиг.1 изображено предложенное стройство, общий вид; на фиг.2 - заимное расположение координатного отоприемника, посто нного магнита и катушек электрогнита; на фиг.З - электрическа  схема устройства.

Устройство содержит корпус 1, в котором консольно закреплен стержневой упругий волоконно-оптический элемент 2, выполненный, например, из оптически чистого плавленного кварца или пирексного стекла диаметром 0,1-0,2 мм, на свободном конце которого укреплен радиально намагниченный кольцевой посто нный магнит 3. На торце закрепленного конца оптического волокна 2 размещен источник 4 света так, что его излучение направлено по оптическому элементу 2 на двухкоординатный фотоприемник 5, расположенный внутри корпуса 1 под свободным концом оптического элемента 2, Двухкоординатный фотоприемник 5 установлен так, что при вертикальном положении стержневого упругого элемента 2, когда угол наклона равен нулю, центр светового п тна совпадает с точкой пересечени  координатных осей фотоприемника 5. В корпусе по периметру магнита 3 установлены четыре идентичных катушки L -L электромагнита 6. Взаимное расположение посто нного магнита 3, фотоприемника 5 и катушек L,-L4 .электромагнита 6 показано на фиг.2.

л

Двухкоординатный фотоприемник 5 своими выходами соединен с вхрдали блока 7 преобразовани  информации

303825

щает ВОЗ 2 к первоначальному положению . Выходные электрические сигналы преобразователей, пропорциональны углу и направлению наклона. 3 ил.

через усилители напр жени , нагрузкой которых  вл ютс  катушки L|- L4. электромагнита 6 (фиг.2). Катушки L L,, в свою очередь, попарно подсоединены к входам разностных усилителей 12 и 13j, выходы которых подключены к двухкоординатному блоку 14 отображени  информации, в качестве которого могут быть использованы про- мьшшенные светодиодные индикаторы уровн  электрического сигнала. Одновременно выходы разностных усилителей 12 и 13 соединены с входами функциональных преобразователей 15 и 16, выходные электрические сигналы и, и Up которых пропорциональны углу наклона ot и .направлению наклона р . Цифрами I-1V обозначены све- .точувствитедьные элементы координатного фотоприемника 5.

Корпус 1 вьшолнен из ферромагнетика дл  экранировки устройства от внешних электромагнитных полей.

Устройство работает следующим образом .

При наклоне объекта относительно гравитационной вертикали на угол об консольно закрепленный стержневой упругий элемент 2 под действием силы т жести изгибаетс , и световое п тно на фотоприемнике 5 смещаетс  относительно точки пересечени  его координатных осей. При этом в зависимости от направлени  наклона по вл етс  разбалансирующий сигна:л на выходе соответствующих квадрантов I-IV фотоприемника 5, Напр жение с

фотоприемника 5,усиливаетс  усилител ми 8-11 (фиг.З) и подаетс  на соответствующие катушки L{-L4 электромагнита 6, что создает взаимодействие их электромагнитных полей с

полем посто нного магнита 3 и возвращает стержневой упругий элемент 2

практически к первоначальному поло- жению. Одновременно с выходов усилителей 8-11 напр жение поступает на разностные усилители 12 и 13.

Координатный фотоприемник 5 выполнен в виде четырех светочувствительных элементов, и разности напр жений с диаметрально противоположных элементов, полученные на выходах усилителей 12 и 13, будут пропорциональны отклонению светового п тна относительно координатных осей фотоприемника 5. При этом напр жение U пропорциональное углу наклона У. , и напр жение Ua, пропорциональное направлению наклона /3 , будут определ тьс  выражени ми:

и.

л|(1 -изХ +

(P,-U4

)%

arctg

и L - и,

и,, -и

где и ( , и , и , и - выходные сигналы усилителе с соответствующих квадрантов фотоприемника 5,

В соответствии с приведенными формулами функциональные преобразователи 15 и 16 выполн ют необходимые

o

5

0

операции и их выходные напр жени  пропорциональны углу наклона об и направлению /3 .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  угла и направлени  наклона объекта, содержащее стержневой упругий волоконно- оптический элемент, один из концой которого консольно закреплен в корпусе и оптически св зан с источником света, а второй оптически св зан с двухкоординатным фотоприемником, подключенным к последовательно расположенным блокам преобразовани  и отображени  информации, отличающеес  тем, что, с целью расши- рени  диапазона измерени , оно снабжено радиально намагниченным посто нным кольцевым магнитом, закрепленным на втором конце волоконно- оптического элемента, и четырьм  катушками электромагнита, расположенными в плоскости посто нного магнита центрально симметрично относительно центра фотоприемника и подключенными к соответствующим входам блока преобразовани  информации.

   f(U,

   пит.

   ИД /

   Y

   Редактор М.Келемеш

   Составитель В.Сараханов Техред Н.Глущенко

   Заказ 1295/ЗУТираж 678Подписное

   ВНИШИ Тосударственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,А

   Корректор С.Шекмар