SU1597549A1

SU1597549A1 - Способ определени угла наклона объекта

Info

Publication number: SU1597549A1
Application number: SU884447539A
Authority: SU
Inventors: Валентин Антонович Романюк
Original assignee: Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта
Priority date: 1988-05-12
Filing date: 1988-05-12
Publication date: 1990-10-07

Abstract

Изобретение относитс к области измерительной техники и предназначено дл решени задач, св занных с пространственным ориентированием объектов относительно отвесной линии или горизонтальной плоскости или с определением отклонений объектов от заданного положени в отвесной плоскости. Целью изобретени вл етс повышение точности измерений. При осуществлении способа используют гравиметр или акселерометр. Перед измерением отклон ют ось вращени ма тника гравиметра или ось чувствительности акселерометра на 1-6 угловых градусов от нормального положени в измерительной плоскости и определ ют это отклонение с помощью любых технических средств. При обработке результатов измерений учитывают это отклонение. 3 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл высокоточного определени наклонов сооружений (плотин, оснований дерных реакторов и др.) дл выставлени плоскостей в горизонт дл установки вертикально осей вращени и дл решени других задач, св занных с ориентированием объекта относительно отвесной линии или горизонтальной плоскости, а также с определением отклонений объекта от заданного положени в отвесной плоскости . .

Целью изобретени вл етс повы шение точности измерений.

На фиг.1 и 2 изображена схема определени угла наклона гравимет ром; на фиг.З - схема реализации способа при выставлении плоскости в горизонт акселерометром.

В качестве средств дл осуществлени способа могут быть использованы узко- и широкодиапазонные астаёи- рованные гравиметры, а также другие типы гравиметров, которые могут эталонироватьс методом наклона. Могут быть применены серийно выпускаемые гравиметры, при этом не требуетс каких-либо конструктивных или иных дополнений или изменений. Методика наблюдени самого гравиметра обычна .

Чувствительна система гравиметра представлена в виде оси вращени ма тника и ма тника, расположена на наклонной плоскости, наклон которой необходимо измерить.

СП

со

СП

.4

СО

Если чувствительна система грв виметра, содержаща ма тиик и его ось вращени , расположена так, что ось вращени ма тника образует с горизонтом угол ч, а ма тник - угол с , то показание гравиметра опреде л етс как g cos V cos /

Установим гравиметр на основании (плоскость), наклон которого необхо димо измерить, в двух положени х, причем второе положение гравиметра повернуто на 180® относительно вого.

Пусть наклон основани к горизон ту-определ етс двум углами с/и /ь , причем угол в( расположен в вертикальной плоскости, проход щей через ось вращени ма тника гравиметра, а угол И в вертикальной плоскости, проход щей через ма тник,

В первом положении гравиметра ось вращени ма тника наклонена к горизонту на угол V+ о(, а. ма тник на угол + :.« Соответственно во вто ром положении сг

Показание гравиметра в первом по ложеиии определ етс как g cos (H-c/)x X соз(й+(/1) а во втором g cos ()-е

Разность показаний гравиметра во в тором и первом положени х

dg (л)-о) cos(/j-4) - соз(л) + оО cos (/ь+«/,) или приближенно .

g g 2) (А+Л) +

+ { (-)

Решив уравнение относительно получим

, 4g /3(с/ , + .О c/ i- L 2

Во многих практических случа х второй и третий члены правой части соотношени можно не принимать во внимание, тогда приближенно имеем

; -2&-

в таблице приведены значени 4g в зависимости от величины угла v дл . о/ 1, g 980 см-с, а также но- минальна точность измерени наклон

Наклон измер ют следующим образом ,

0

5

Q

5

0

45

50

Гравиметр настраивают так, что ось вращени ма тника чувствительной системы составл ет угол ) с горизонтом , а ма тник горизонталени

Гравиметр устанавливают на основание (плоскость) в первое положение, измер ют его показание, переставл ют гравиметр во второе положение, измер ют его показание во втором положении и определ ют угол о1.

Дл решени поставленной задачи могут также примен тьс серийно выпускаемые высокоточные акселерометры , при этом не требуетс каких-либо конструктивных или иных дополнений или изменений. Методика наблюдени самого акселерометра обычна .

Рассмотрим задачу выставлени плоскости в горизонт.

Акселерометр может быть установлен на плоскости в двух положени х, причем во втором положении акселерометр повернут на 180 относительно первого положени . Акселерометр включает в себ чувствительную систему , схематически представленную в виде направлени оси чувствительности акселерометра.

Назовем плоскостью акселерометра плоскость, определ емую трем точками на его установочной поверхности. Обозначим угол между направлением оси чувствительности акселерометра и плоскостью акселерометра через 90°-V

Устанавливают аксаперометр на плоскость, подлежащую выставлению в горизонт, и измер ют- его показание, затем поворачивают акселерометр на 180° вокруг вертикальной оси и вновь измер ют его показание.

Пусть наклон плоскости, подлежащей выставлению в горизонт, рйвен. Тогда в первом положении акселерометра направление оси чувствительности акселерометра составл ет с вер тикалью угол -v)+ (х , а во втором - V - W,

Разность показаний акселерометра во втором и первом положени х равна

Да g С cos С О - 0) COS ( -J o)J или приближенно

4а 2gA)o/ , наклон равен

/ S 2g

Выставление плоскости в горизонт происходит следующим образом.

Акселерометр регулируют так, что направление его оси чувствительное ти составл ет угол 90 v с плос костью акселерометра. Акселерометр устанавливают на плоскость, подле жащую выставлению в горизонт, в поло жение I, измер ют его показание, за тем акселерометр переставл ют в поло жение II, измер ют его показание, вычисл ют Via, угол « , а затем на клон ют плоскость на угол;о. Затем указанные действи повтор ют дл на- правлени перпендикул рного первому. При необходимости повтор ют вновь измерени и уточн ют положение плос кости.

Claims

Формула изобретени

Способ определени угла наклона объекта, при котором ориентируют прибор по отношению к измерительной плоскости, производ т первый отсчет, разворачивают прибор по отношению к измерительной плоскости на 180°, про извод т второй отсчет и обрабатывают результаты измерений, отличаю

щ и и с тем, что, с целью повьше- НИН точности, при ориентировании прибора устанавливают в измерительной плоскости ось вращени ма тника гра виметра или ось чувствительности акселерометра , отклон ют ее от нормального положени в измерительной плос кости на угловых градусов, изме р ют значение этого отклонени и учи тывают его при обработке результатов измерений.

,

g(/ia),

мкГал,

при

Номинальна погреш ность измерени на клона, угловые се кунды, при погреш ности измерени /Jg (/за) , мкГал .

10

5

1

2 3 4 5 6

166 332 498 663 829 995

0,060 0,030 0,020 0,015 0,012 0,010

0,006 0,003 0,002 0,002 0,001 0,001

По/1ожение 1

Плоскость

Фиг. 1

Положение Е

Фиг. 2

Плоо осгпь горизонта

Фие.Ь