SU1328672A1 - Transmitter of object inclination angle in two mutually perpendicular planes - Google Patents
Transmitter of object inclination angle in two mutually perpendicular planes Download PDFInfo
- Publication number
- SU1328672A1 SU1328672A1 SU853871433A SU3871433A SU1328672A1 SU 1328672 A1 SU1328672 A1 SU 1328672A1 SU 853871433 A SU853871433 A SU 853871433A SU 3871433 A SU3871433 A SU 3871433A SU 1328672 A1 SU1328672 A1 SU 1328672A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- pendulum
- angle
- sensitive element
- sensor
- inclination
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повышение точности . Устройство содерж т чувствительный элемент 1 в виде ia тникa, магнит 3, замковое устройство 4, датчик 5 иоло- жени ма тника,измеритель 6 амплитуды колебаний ма тника,преобразователь пе- ремеш.ени в электрический сигнал содержит автогенераторы 10-13, ключи 14, 15. Введение новых элементов и образование новых CBHseii между элементами устройства позвол ет онреде.ш1ть угол наклона объекта по точкам реверсий ма тникг: 1. 2 ил.This invention relates to a measurement technique. The purpose of the invention is to improve accuracy. The device contains a sensitive element 1 in the form of an i-tnik, a magnet 3, a locking device 4, a tilt sensor 5, a tang oscillation amplitude meter 6, a converter into an electric signal contains self-oscillators 10-13, keys 14 , 15. The introduction of new elements and the formation of new CBHseii between the elements of the device allows it to extend the object's angle of inclination to the points of tilt reversion: 1. 2 Il.
Description
113113
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени углов наклона как неподвижных объектов, так и равномерно движущихс объектов.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the angles of inclination of both fixed objects and uniformly moving objects.
Целью изобретени вл етс повышение точности измерений за счет определени угла наклона объекта по точкам реверсий ма тника.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by determining the angle of inclination of the object from the points of the reverse of the dial.
На фиг.1 изображена функциональна электрическа схема датчика угла наклона (с разрезом корпуса чувствительного элемента в одной из плоскостейFigure 1 shows a functional electrical diagram of a tilt angle sensor (with a cut of the body of the sensitive element in one of the planes
наклона); на фиг.2 - эпюра напр жений ig крыва ключи 14 и 15, Освобожденныйtilt); figure 2 - diagram of the stresses ig kryva keys 14 and 15, Freed
на выходе генератора тактовых импульсов .at the output of the clock generator.
Датчик угла наклона объекта в двух взаимно-перпендикул рных плоскост х содержит чувствительный элемент (ЧЭ) 1 в виде ма тника с подвеской на шарнирной крестовине 2, котора крепитс на стойках, инерционное тело которого выполнено из посThe sensor of the angle of inclination of the object in two mutually perpendicular planes contains a sensitive element (SE) 1 in the form of a tiller with a hinged cross mounting 2, which is mounted on racks whose inertial body is made of
то нного магнита 3, Зс1мковое устрой- ство 4, датчик 5 положени ма тника, измеритель 6 амплитуды колебаний ма тника емкостного типа, заключенные в общий корпус 7 с основанием и электронную схему 8 управлени состо нием чувствительного элемента (СУСЧЭ). Преобразователь перемещени в электрический сигнал представлен электронной схемой 9 измерени амплитуды колебаний ма тника (СИАК), содержащей четыре автогенератора 10-13 гармонических колебаний и два ключа 14 и 15. СИАК 9 представл ет собой два идентичных канала, первый из которых служит дл измерени наклона в одной плоскости, а второй - в другой перпендикул рной плоскости. Измеритель 6 амплитуды колебаний ма тника емкостного типа представл ет собой четьфе пары обкладок, образующих четыре конденсатора переменной емкости, включенных в колебательные контуры автогенераторов 10-13 соответственно . Четыре обкладки закреплены на ма тнике и электрически св заны между собой и корпусом. Четыре остальные обкладки неподвижно закреплены на стенках корпуса 7, по одной обкладке на каждой стенке. Датчик 5 положени ма тника представл ет собо электрический датчик, а замковое устройство 4 - электромагнитный фиксато Инерционное тело из посто нного магнита 3 взаимодействует с датчиком 5This magnetic magnet 3, the three device 4, the sensor 5, the position of the tandem, the meter 6 amplitude of oscillations of the capacitive type, enclosed in a common case 7 with the base and the electronic circuit 8 of the control of the state of the sensitive element (SESCSE). The transducer to an electrical signal is represented by an electronic model 9 measuring the amplitude of oscillation of a tiller (SIAK) containing four oscillators 10-13 harmonic oscillations and two switches 14 and 15. SIAK 9 consists of two identical channels, the first of which is used to measure the slope in one plane, and the second in another perpendicular plane. Measuring instrument 6 amplitudes of oscillations of a capacitive-type model consists of a pair of plates, forming four variable capacitors included in the oscillator circuits of oscillators 10-13, respectively. The four plates are fixed on the tiller and electrically connected to each other and to the housing. Four other plates fixedly mounted on the walls of the housing 7, one plate on each wall. The sensor of position 5 of the tambourine is an electric sensor, and the locking device 4 is an electromagnetic lock. The inertial body of a permanent magnet 3 interacts with the sensor 5
положеь и ма тника и замковым устройством 4. Вход СУСЧЭ подключен к датчику 5 положени ма тника. Один из входов СУСЧЭ подключен к замковому устройству 4, а второй и третий выходы - к входам двух однотипных ключей 14 и 15 двухканальной схемы СИАК.the tandem is equipped with a lock and a locking device 4. The ESCE input is connected to the sensor of the 5 position of the tandem. One of the inputs of the ESCE system is connected to the locking device 4, and the second and third outputs are connected to the inputs of two keys of the same type 14 and 15 of the two-channel CIAK circuit.
Датчик работает следующим образом.The sensor works as follows.
При угле наклона объекта, равном нулю, ма тник не отклонен от земной нормали. Импульс положительной пол рности поступает со схемы СУСЧЭ и отключает замковое устройство 4, отот силовых св зей с корпусом,ма тник не двигаетс так как угол наклона равен нулю). Следующий импульс, отрицательной пол рности, восстанавлива- ет разорванные св зи и закрывает ключи 14 и 15. Интервал времени At между импульсом положительной пол рности и импульсом отрицательной пол рности должен выбиратьс исход из усut ut ТWhen the angle of inclination of the object is equal to zero, the tambour is not deviated from the earth normal. A positive polarity impulse comes from the SCEDA circuit and disconnects the locking device 4, from power connections to the body, the master does not move as the angle of inclination is zero). The next pulse, negative polarity, restores broken links and closes keys 14 and 15. The time interval At between the positive polarity pulse and the negative polarity pulse should be chosen based on the condition ut T
Т „ T „
МС(кСMS (kS
L ,L,
00
где Тwhere t
00
5 ловий 5 lovy
5five
00
т„ Период Тt „Period T
период незатухаю1цих колебаний , в идеальной колебательной системе при угле отклонени ма тника ui с,. ( - максимальный из двух углов на кл:она в одной и перпендикул рной ей плоскост х; Мсжсимальные углы наклона объекта по плоскост м задаютс при проектировании ) ;the period of non-damping oscillations, in an ideal oscillatory system at a deviation angle of the tiller ui s ,. (is the maximum of two angles per cell: it is in one and perpendicular to its planes; the Maximal tilt angles of the object along the planes are specified in the design);
интервал времени, характеризуемый переходными процессами как в электронной схеме датчика, так и в электромагнитных системах: ма тник - замковое устройство, ма тник датчик положени ма тни ,f ка;time interval characterized by transients both in the electronic circuit of the sensor and in electromagnetic systems: master – locking device, master –– satellite position sensor, f ka;
длительность одного цикла измерений,the duration of one measurement cycle,
можно вычислить поcan be calculated by
(i)sin2 4mgd L (i) sin2 4mgd L
/13,,,. oi (2 )-sin ..../13,,,. oi (2) -sin ....
где I - момент инерции ма тника относительно одной из осей качани (момент инерции ма тника относительно осей качани одинаков); m - масса ма тника; g - ускорение свободного падени ; d - длина ма тника. Следовательно, при угле наклона объекта, равным нулю, движени ма тника нет, на выходе счетчиков схемы СИАК присутствует код, соответствующий нулевому углу наклона. Этот код определ етс качеством схемы СИАК, так как разностна частота автогенераторов 10-13 должна быть равна нулю. При по влении угла наклона объекта относительно поверхности земли корпус датчика и св занный силовыми св - 20 началом измерений в следующем циклеwhere I is the moment of inertia of the tiller relative to one of the axes of the swing (the moment of inertia of the tiller relative to the axes of the swing is the same); m is the mass of the tiger; g is the acceleration of free fall; d is the length of the tiger. Therefore, when the tilt angle of the object is equal to zero, there is no movement of the tambour, the code corresponding to the zero tilt angle is present at the output of the SIAC circuit counters. This code is determined by the quality of the SIAK circuit, since the difference frequency of 10–13 oscillators must be zero. When the angle of inclination of the object with respect to the earth's surface appears, the sensor body and the associated force force - 20 by the beginning of measurements in the next cycle
показани счетчиков сбрасываютс . В счетчике записано количество импульсов N, пропортпгональное углу наклона объекта(,, , в плоскости А,meter readings are reset. The counter contains the number of pulses N, the prop-angonal angle of the object (,, in the plane A,
з ми с корпусом ЧЭ. образовывают с нормалью к земной поверхности углы, равные углу наклона объекта в двух перпендикул рных плоскост х. Измерение углов наклона в двух перпендикул рных плоскост х производитс по двух каналам СИАК по однотипным алгоритмам . Дл упрощени рассмотрим измерение угла в одной плоскости, например в плоскости А. При этом с поступлением импульса положительной пол рности со схемы СУСЧЭ открываетс ключ 15 и обеспечиваетс обмотка замкового устройства 4. Отклоненный от земной нормали ма тник, освобожденный от силовых св зей с корпусом, приходит в движение под действием силы прит жени . В своем движении ма тник проходит положение равновеси (угол с нормалью равен нулю) и отклон етс в противоположную сторону (при условии малого сопротивлени движению) на угол, равный углу первоначального отклонени от земной нормали , равному углу наклона объекта. В зависимости от амплитуды колебани ма тника относительное изменение емкости измерител 6 амплитуды колебаний ма тника различно. Разностна частота f. автогенераторов 12 и 13 тем больше, чем больше угол наклона объекта. Через открытый ключ 15 импульсы с частотой fp поступают на счетчик. В конце первого периода колебаний ма тника датчик 5 положени ма тника вьщает сигнал на схему СУСЧЭ., котора сравнивает этот сигнал с пороговым значением и, в случае превышени порога, вьщает сигнал на от25zi with the case of the SE. form with the normal to the earth's surface angles equal to the angle of the object in two perpendicular planes. Tilt angles in two perpendicular planes are measured by two CIAC channels using the same type of algorithm. For simplicity, consider a measurement of the angle in one plane, for example, in plane A. With the arrival of a positive polarity pulse, key 15 is opened from the ESFCN circuit and the winding of the locking device 4 is provided. The antenna deviated from ground normal is freed from power connections It is set in motion by the force of attraction. In its movement, the satellite passes the equilibrium position (the angle with the normal is zero) and deviates in the opposite direction (under the condition of low resistance to movement) by an angle equal to the angle of the initial deviation from the earth normal, equal to the angle of the object. Depending on the amplitude of the oscillation of the model, the relative change in the capacitance of the meter 6 is different for the amplitude of the oscillations of the model. Differential frequency f. Oscillators 12 and 13, the greater, the greater the angle of the object. Through the public key 15 pulses with a frequency fp arrive at the counter. At the end of the first period of oscillation of the model, the sensor 5 of the position of the model extends the signal to the ESETA circuit, which compares this signal with a threshold value and, if the threshold is exceeded, causes the signal to be from 25
- V V лл30- V V LL30
показывающий ценуshowing price
С - масштабный коэффициент,C - scale factor
градhail
, ,
делени одного импульса. График (фиг.2) отображает изменение значени текущего угла отклонени ЧЭ от земной нормали в плоскости Ас-:,т-еч . времени. При этом соблюдаютс услови : с.: t, д const, т.е. угол наклона в плоскости А остаетс division of one pulse. The graph (Fig. 2) shows the change in the value of the current angle of the SE deviation from the earth normal in the Ac plane -: t. of time. In this case, the following conditions are met: s .: t, g const, i.e. angle of inclination in plane A remains
наклона об,tilt about
вat
4040
4545
посто нным; плоскости Аconstant; plane A
(либо равен) максимальному угул наклона в перпе1- дикул рной плоскости.(or equal to) the maximum angle of inclination in the perpendicular plane.
Видно, что Тц С +С- , где ti, - длительность иыгервала измерений; Г, длительность интервала функции чувствительного элемента с корпусом, и задаетс периодом следовани положительных импульсов со схемы СУСЧЭ. Дл интервала С, выполн етс условиеIt is seen that TC C + C-, where ti, is the duration of the initial measurements; G, the duration of the interval of the function of the sensing element with the housing, and is determined by the period of following positive impulses from the JETC scheme. For interval C, the condition
-Ц - -C -
Известно, что период колебаний ма тника слабо зависит от амплитуды отклонени ма тника oi . Конкретно, при изменении угла а/, от О до 15° изменени значени периода колебаний 55 не превышают 0,5%,It is known that the period of oscillation of the tiller weakly depends on the amplitude of the deviation of the tibe oi. Specifically, when the angle a /, changes from O to 15 °, the change in the value of the oscillation period 55 does not exceed 0.5%,
Формуоча изобретени Formoocha invention
Датчик угла наклона объекта в двух взаимно перпендикул рных плос50The sensor of the angle of inclination of the object in two mutually perpendicular plane50
крытие замкового устройства ч- и одновременно на закрытие ключа 15. При этом в схеме СУСЧЭ анализируетс сигнал с датчика 5 положени ма тника не только по величине, но и по знаку . Это необходимо дл того, чтобы различить момент начала движени ма тника (когда 3 обмотке датчика положенин ма тника также по вл етс сигнал ) и момент конца первого периода колебаний, когда необходимо восстановить разорванные силовые св зи ЧЭ с корпусом.the lock of the locking device is at the same time closing the key 15. At the same time, the signal from the HSESE circuit analyzes the signal from the tandem position sensor 5 not only in magnitude but also in sign. This is necessary in order to distinguish the moment of the start of the movement of the instrument (when the winding of the sensor of the position of the instrument also receives a signal) and the moment of the end of the first oscillation period, when it is necessary to restore the broken force connections of the SC with the body.
При открывании замкового устройства 4 на его обмотку подаетс питание и ма тник фиксируетс . Одновременно прекращаетс поступление импульсов через ключ 15 в счетчик. СWhen the locking device 4 is opened, power is applied to its winding and the master is fixed. At the same time, the flow of pulses through the switch 15 into the counter is stopped. WITH
2525
- V V - V V
показывающий ценуshowing price
С - масштабный коэффициент,C - scale factor
градhail
, ,
делени одного импульса. График (фиг.2) отображает изменение значени текущего угла отклонени ЧЭ от земной нормали в плоскости Ас-:,т-еч . времени. При этом соблюдаютс услови : с.: t, д const, т.е. угол наклона в плоскости А остаетс division of one pulse. The graph (Fig. 2) shows the change in the value of the current angle of the SE deviation from the earth normal in the Ac plane -: t. of time. In this case, the following conditions are met: s .: t, g const, i.e. angle of inclination in plane A remains
наклона об,tilt about
вat
00
5five
посто нным; плоскости Аconstant; plane A
(либо равен) максимальному угул наклона в перпе1- дикул рной плоскости.(or equal to) the maximum angle of inclination in the perpendicular plane.
Видно, что Тц С +С- , где ti, - длительность иыгервала измерений; Г, длительность интервала функции чувствительного элемента с корпусом, и задаетс периодом следовани положительных импульсов со схемы СУСЧЭ. Дл интервала С, выполн етс условиеIt is seen that TC C + C-, where ti, is the duration of the initial measurements; G, the duration of the interval of the function of the sensing element with the housing, and is determined by the period of following positive impulses from the JETC scheme. For interval C, the condition
-Ц - -C -
Известно, что период колебаний ма тника слабо зависит от амплитуды отклонени ма тника oi . Конкретно, при изменении угла а/, от О до 15° изменени значени периода колебаний 5 не превышают 0,5%,It is known that the period of oscillation of the tiller weakly depends on the amplitude of the deviation of the tibe oi. Specifically, when the angle a /, from 0 to 15 ° changes, the change in the value of the oscillation period 5 does not exceed 0.5%,
Формуоча изобретени Formoocha invention
Датчик угла наклона объекта в двух взаимно перпендикул рных плос0The sensor of the angle of inclination of the object in two mutually perpendicular plan0
кост х, содержащий основание с опорными стойками, чувствительный Элемент в виде свободно подвешенного на шарнирной крестовине ма тника, преобразователь перемещени в электрический сигнал, отличающий- с тем, что,- С целью повьшени точности измерений за счет определени угла наклона по точкам реверсий ма тника , в него введены замковое устройство, датчик положени ма тника , электронна схема управлени состо нием чувствительного элемента, первый, второй, третий и четвертый измерители емкостного типа, представbone, containing a base with support posts, a sensitive Element in the form of a tandem freely suspended from a hinged cross, transducer of movement into an electrical signal, characterized in that - With the aim of increasing the measurement accuracy by determining the tilt angle of the tambour , a locking device, a position sensor, an electronic circuit for controlling the state of the sensitive element, the first, second, third and fourth meters of the capacitive type, introduced
л ющие собой обкладки, расположенные на ма тн;ике и на боковых стенках кор- , причем вход схемы управлени состо нием чувствительного элемента подключен к датчику положени ма тника , один из выходов подключен к замковому устройству, а второй и третий выходы подключены к входам двух однотипв:ых ключей преобразовател пе- ремещен 1 в электрический сигнал, выполненного в виде двухканальной схемы измерени амплитуды колебаний ма тника , входы каждого из каналов подключены к соответствующим измерител м емкостного типа.facing plates located on the mat and on the side walls of the core, with the input of the control circuit of the state of the sensing element connected to the position sensor, one of the outputs connected to the locking device, and the second and third outputs connected to the two of the same type: the transducer keys were moved 1 into an electrical signal, made in the form of a two-channel scheme for measuring the amplitude of the oscillations of the pilot, the inputs of each of the channels are connected to the corresponding capacitance-type meters.
о те .Л (.нлкЛAbout those. L (. InkL
Положение , равйобесии иPosition, rabbio and
о(нАК.o (nak
А выAnd you
пиpi
(риг.-/(rig .- /
Редактор О.Юрковецка Editor O. Yurkovetska
Составител: И, Власов Техред Л,Сердж юваCompiler: And, Vlasov Tehred L, Serj Juva
Заказ 3475/44Тираж 6/6ПодписноеOrder 3475/44 Circulation 6/6 Subscription
ВНРШПИ Государственного комитета СССРVNRSHPI State Committee of the USSR
по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб, д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab, 4/5
Производственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул. Проектна ,Production and printing company, Uzhgorod, st. Design,
Корректор Г.РешетникProofreader G. Reshetnik
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853871433A SU1328672A1 (en) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | Transmitter of object inclination angle in two mutually perpendicular planes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853871433A SU1328672A1 (en) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | Transmitter of object inclination angle in two mutually perpendicular planes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1328672A1 true SU1328672A1 (en) | 1987-08-07 |
Family
ID=21168512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853871433A SU1328672A1 (en) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | Transmitter of object inclination angle in two mutually perpendicular planes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1328672A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101759102A (en) * | 2010-03-03 | 2010-06-30 | 徐州九鼎建设集团有限公司 | Inclination alarming device of tower crane |
-
1985
- 1985-03-25 SU SU853871433A patent/SU1328672A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 901818, кл. G 01 С 9/14,03.06.80. Авторское свидетельство СССР № 672486, кл. G 01 С 9/14,25.11.77. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101759102A (en) * | 2010-03-03 | 2010-06-30 | 徐州九鼎建设集团有限公司 | Inclination alarming device of tower crane |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0385917B1 (en) | Pulse-driven accelerometer arrangement | |
CN103891147A (en) | Apparatus and methods for time domain measurement of oscillation perturbations | |
CN109813341B (en) | Online self-calibration system for driving force coupling error of silicon micromechanical gyroscope | |
US4712427A (en) | Vibrating beam accelerometer with velocity change output | |
US6049204A (en) | Electronic linear scale using a reduced offset high accuracy induced current position transducer | |
US6608474B2 (en) | Frequency change measuring device | |
SU1328672A1 (en) | Transmitter of object inclination angle in two mutually perpendicular planes | |
Zhou | Systematic research on high-accuracy frequency measurements and control | |
JP2731638B2 (en) | Capacitive displacement measuring device | |
SU1719892A1 (en) | Method of signal conversion in variable-capacitance displacement transducer incorporating multisectional electrodes with variable area of their coverage | |
Popejoy et al. | Linear angle measurement using continuous wave ultrasonic oscillator | |
SU1609987A1 (en) | Azimuth transducer | |
EP0242397B1 (en) | Vibrating beam accelerometer with velocity change output | |
RU2003981C1 (en) | Device for determination of accelerations | |
SU1638637A1 (en) | Differential piezoelectric measuring transducer | |
SU790303A1 (en) | Two-channel harmonic signal switching device | |
RU2165601C2 (en) | Intellectual force cell | |
JP2611094B2 (en) | Displacement measuring device | |
SU953441A1 (en) | Displacement measuring method | |
JP2788826B2 (en) | Displacement measuring device | |
SU991283A1 (en) | Electromagnetic checking device | |
SU1712928A1 (en) | Device for determining coil position in dynamic geophone | |
SU1778573A1 (en) | Pulsating pressure pickup | |
SU1040595A1 (en) | Differential piezoelectric displacement transducer | |
SU1049432A1 (en) | Three-component accelerometer |