SU1659706A1

SU1659706A1 - Device for measuring slope angle

Info

Publication number: SU1659706A1
Application number: SU894637856A
Authority: SU
Inventors: Адольф Иванович Трофимов; Петр Николаевич Ермолаев; Сергей Александрович Виноградов
Original assignee: Обнинский институт атомной энергетики
Priority date: 1989-01-16
Filing date: 1989-01-16
Publication date: 1991-06-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к измерени м пространственных угловых перемещений. Целью изобретени вл етс повышение производительности за счет уменьшени начальной амплитуды колебаний измерительного ма тника. Установленный на дополнительном ма тнике 3 демпфер выполнен в виде двух сообщающихс заполненных жидкостью сосудов 9, в днищах которых размещены в лые мембраны 7, взаимодействующие с концами рычага 8, закрепленного на измерительном ма тнике 2. Ограничитель хода измерительного ма тника выполнен с возможностью ограничени его колебаний в диапазоне угла нечувствительности дополнительного ма тника, что уменьшает начальную амплитуду колебаний измерительного ма тника 2 и тем самым уменьшает длительность гашени колебаний ма тниковой системы. 1 ил. ч Н О сл о о сь жThe invention relates to a measurement technique, in particular to measurements of spatial angular displacements. The aim of the invention is to increase productivity by reducing the initial amplitude of oscillation of the measuring frame. The damper mounted on the additional trough 3 is made in the form of two communicating vessels filled with liquid 9, in the bottoms of which they are placed in the left diaphragm 7 interacting with the ends of the lever 8 fixed on the measuring taper 2. The stroke limiter of the measuring trough in the deadband angle range of an additional manna, which reduces the initial amplitude of oscillations of the measuring antenna 2 and thereby reduces the duration of damping of the oscillations of the antenna oh system. 1 il. h N About sl o about o

Description

Изобретение относитс к измерению физических величин, а именно к измерению пространственных угловых перемещений, и может быть использовано в геологии, атомной энергетике, других отрасл х промышленности , где требуетс точное измерение угловых перемещений.The invention relates to the measurement of physical quantities, in particular to the measurement of spatial angular displacements, and can be used in geology, atomic energy, and other industries that require accurate measurement of angular displacements.

Целью изобретени вл етс повышение производительности за счет уменьшени начальной амплитуды колебани измерительного ма тника.-The aim of the invention is to increase productivity by reducing the initial amplitude of oscillation of the measuring stick.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство содержит задатчик 1 про- странстенных угловых смещений, ма тниковую систему из двух разнопериодных ма тников 2 и 3, демпфер 4 между ма тниковой системой и корпусом задатчика угловых смещений, демпфирующую трубку 5 между двум разнопериодными ма тниками , преобразователь б угла наклона.The device contains a setting unit 1 of space angular displacements, a pendulous system of two different-period pendants 2 and 3, a damper 4 between a pendulous system and a body of the setting unit of angular displacements, a damping tube 5 between two different-period pendants, a tilt angle converter.

Устройство снабжено ограничителем хода измерительного длиннопериодного ма тника 2 относительно дополнительного короткопериодного 3, который выполнен в виде системы в лых мембран 7, расположенных симметрично относительно оси короткопериодного ма тника 3 и поджатых равноплечими рычагом 8. Мембраны 7 представл ют собой днища герметичных сообщающихс емкостей равного объема с жидкостью 9, размещенных в корпусе ко- 1 роткопериодного ма тника 3. Сообщающиес емкости с жидкостью 9 совместно с демпфирующей трубкой 5 представл ют со- |бой колебательный контур с заданными параметрами .The device is equipped with a stroke limiter of measuring long-period model 2 with respect to an additional short-period 3, which is designed as a system in loose membranes 7 located symmetrically with respect to the axis of the short-period model 3 and pressed by equal-arm levers 8. Membranes 7 are the bottoms of sealed communicating tanks of equal volume fluid 9, placed in the case of the rototropod tandem 3. The communicating containers with fluid 9, together with the damping tube 5, are oscillating tion circuit with given parameters.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При рассогласовании оси 10 задатчика пространственных угловых смещений с направлением вектора силы т жести «if начинаетс процесс гашени колебаний Ма тниковой системы (2, 3). При этом демпфирование короткопериодного ма тника 3 производитс относительно корпуса задатчика 1 угловых смещений, в точке подвеса (шарова опора с трением скольжени , поз. 4). Демпфирование длиннопериод ного ма тника 2 осуществл етс в пределах угла нечувствительности короткопериодного ма тника 3 (ось 11 дополнительного коротки- периодного ма тника 3 обозначена пунктиром) за счет механической св зи длиннопериодного ма тника 2 через рычаг и с мембранно-жидкостным колебательным контуром(5,7,9), в котором выбранна стрела прогиба в лой мембраны не позвол ет длиннопериодному ма тнику 2 уйти за границу угпа нечувствительности короткопериодного ма тника 3.When the axis 10 of the setting unit of the spatial angular displacements mismatches with the direction of the gravity vector “if”, the process of damping oscillations of the Matnika system (2, 3) begins. In this case, the damping of the short-period tandem 3 is performed relative to the body of the unit 1 of the angular displacements, at the point of suspension (ball bearing with sliding friction, pos. 4). The damping of the long-period tilted head 2 is carried out within the deadband angle of the short-period tiller 3 (the axis 11 of the additional short-period tiller 3 is indicated by a dotted line) due to the mechanical connection of the long-period tandem 2 through the lever and with a membrane-liquid oscillatory circuit (5, 7.9), in which the selected boom of the deflection in the left membrane does not allow the long-period mandrel 2 to go beyond the dead band of the short-period core 3.

Соотношение h Isln a /2, где I - длина подпирающего мембрану рычага; а - уголThe ratio h Isln a / 2, where I is the length of the membrane supporting arm; a - angle

нечувствительности короткопериодного ма тника , следует из правила пр моугольного треугольника дл рычага длины I и стрелы прогиба мембраны h.the insensitivity of the short-period bird follows from the right-angle triangle rule for a lever of length I and a boom of deflection of the membrane h.

Рычаг длины I и стрела прогиба h - катеты пр моугольного треугольника, а угол против катета h равен углу а /2 из признака подоби треугольников. Так, например, если конус нечувствительности короткопериодного ма тника составл ет 1°. то приThe lever of length I and the arrow of the deflection h are the legs of a right-angled triangle, and the angle against the leg h is equal to the angle a / 2 of the sign of the likeness of triangles. For example, if the cone of insensitivity of a short-period bird is 1 °. then at

длине подпирающего мембрану рычага 30 мм, максимальна стрела прогиба выбираетс равной h 30 sin 1/2 0.26 мм. При выполнении данного соотношени получаетс значительное ограничение начальнойthe length of the membrane supporting arm is 30 mm; the maximum deflection boom is h 30 sin 1/2 0.26 mm. When performing this ratio, a significant limitation of the initial

амплитуды колебаний длиннопериодного ма тника и тем самым существенно уменьшаетс длительность гашени колебаний ма тниковой системы. Дл уменьшени передачи энергии колебаний от длиннопериодного ма тника к короткопериодному и обратно соотношени периодов этих ма тников выбираю1 пор дка 1:10, а их резонансные частоты разнесены более, чем на пор док.amplitudes of oscillations of a long-period model and, thus, the duration of damping of oscillations of the pendulous system is significantly reduced. To reduce the transfer of oscillation energy from a long-period to a short-period and a short-term ratio of the periods of these ones, I choose 1 of the order of 1:10, and their resonant frequencies are separated by more than an order of magnitude.

Дл точной установки длиннопериодного ма тника относительно положени равновеси угол нечувствительности длиннопериодного ма тника выбирают на пор док меньше, чем угол нечувствительности короткопериодного ма тника. Угол нечув- ствительности короткопериодного ма тника определ етс трением в его опоре . При спектре возмущающих частот, близком к резонансной частоте длиннопериодного ма тника, благодар ограничению его начальной амплитуды колебаний достигаетс существенное повышение точности измерений за счет уменьшени динамической ошибки. Кроме того, замкнутый мембранно-жидкостный демпфер (5, 7, 9) существенно уменьшает высоту резонансного пика длиннопериодного ма тника, что также позвол ет достичь требуемой точности при интенсивных внешних помехах.For an accurate installation of a long-period tandem relative to the equilibrium position, the dead-time angle of the long-period t-shirt is chosen an order of magnitude smaller than the dead-time angle of the short-period t-shirt. The insensitivity angle of a short-period templar is determined by the friction in its support. With a spectrum of disturbing frequencies close to the resonant frequency of a long-period model, due to the limitation of its initial amplitude of oscillations, a significant increase in the measurement accuracy is achieved by reducing the dynamic error. In addition, a closed membrane-liquid damper (5, 7, 9) significantly reduces the height of the resonant peak of a long-period model, which also allows one to achieve the required accuracy with intense external noise.

С целью уменьшени посто нной времени ма тниковой системы (2, 3) во врем совместного колебани обоих ма тников соотношение моментов инерции ма тниковIn order to reduce the constant time of the tandem system (2, 3) during the joint oscillation of both trawls, the ratio of the moments of inertia of sweepstakes

выбрано таким, что система ма тников вл етс короткопериодной системой, т.е. колебательные свойства системы ма тников определ ютс в основном колебательными свойствами короткопериодногс ма тника.chosen such that the pendulum system is a short-period system, i.e. The oscillatory properties of the system of man-bodies are mainly determined by the oscillatory properties of a short-period man.

5 165970665 16597066

Claims

The claim of the measuring instrument is not; the device for determining the angle of absorption is made in the form of two for half a slope, containing multi-period fluid communicating with the reference and additional models, with the bases in the form of prominent melodies on coaxial rotation axis, 5 branes, located symmetrically with respect to the additional master on each vertical axis of the additional displaced damping unit and limiter assembly with the possibility of measuring The ticker, with the ends of the inserted lever, the middle part of the insensitivity of which is less than the angle of which is fixed on the measuring insensitivity of the additional m-10, the travel stop of which has been fulfilled, distinguishing it with the possibility of limiting its performance increase oscillation count in the insensitive angle-decrease range of the initial amplitude of oscillation of the additional tang.

15