SU1714366A1 - Датчик угла наклона - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, конкретно к устройствам измерени  углов наклона объектов, и может быть использовано в системах начальной выставки. С целью повышени  точности измерени  углов отклонени  объектов датчиков угла наклона рабоча  жидкость выполнена в виде совокупности прозрачной и непроарачной разноплотност- ных жидкостей, дл  чего вводитс  дополнительно прозрачна  жидкость, плотность которой большей плотности непрозрачной жидкости, а светочувствительный элемент выполн етс  в,виде объектива. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к контрольноизмерительной технике, конкретно к устройствам измерени  угла наклона объектов, и может быть использовано в системах начальной выставки, например выставки в плоскость горизонта комплекса.

Известен датчик угла наклона подвижного объекта, содержащий источник света и регистрирующее устройство, чувствительный элемент, выполненный в виде поплавка , погруженного в жидкость и укрепленного на свободных концах упругих пластин, другие концы которых жестко закреплены на корпусе датчика,бокова  грань которого скошена и имеет светоотражающее покрытие (1). Недостатком данного устройства  вл етс  его низка  точность.

Известен сигнализатор уровн , содержащий внешний источник излучени , отражатель , ампулу из оптически прозрачного, материала, наполненную жидкостью с пузырьком , два световода, одни концы которых соединены с призматическим .выступом , расположенным на ампуле, а другие концы сопр жены соответственно с приемником и источником излучени  (2). Основным недостатком дануого устройства  вл етс  отсутствие, возможностей измерить величину угла наклона объекта.

Известен также датчик угла наклона, содержащий герметичную ампулу, заполненную рабочей жидкостью с непрозрачным слоем, светопровод щий чувствительный элемент, расположенный в ампуле, источник света, испускающий световой поток, который проход  через чувствительный элемент, воздействует на фотоприемник, представл ющий собой фотоэлектрический преобразователь (3). Недостатком данного устройства  вл етс  его низка  точность.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности.

Достигаетс  это тем, что предлагаемое изобретение осуществл ет автоматическое

высокоточное определение углов наклона от горизонтальной плоскости посредством использовани  объектива, установленного на чувствительном элементе, а рабоча  жидкость выполнена с дополнительным прозрачным слоем, плотность которого больше плотности непрозрачного сло .

На фиг. 1 приведена схема датчика, по сн юща  принцип действи ; на фиг. 2 графически изображена работа позиционно-чувствительного фотоприемника.

Датчик угла наклона содержит герметичный корпус с основанием 1, установленное на нем стекло 2 с нанесенной отсчетной сеткой, основание корпуса имеет эластичное днище 3, на котором установлен позиционно-чувст .вительный фотоприемник 4. Герметичный корпус заполнен несмешивающимис  жидкост ми разной плотности, одна из которых прозрачна  большей плотности 5, друга  непрозрачна  меньшей плотности 6. В непрозрачной жидкости перемещаетс  чувствительный элемент 7, на котором закреплен обьектив 8, причем нижн   часть объектива находитс  в прозрачной жидкости. На кронштейне 10, соединенном с корпусом, размещен осветитель 9.

Вид сверху на отсчетное устройство представлен на фиг. 2, где точка О - положение объектива при сходном положении объектива. Точка Oi - положение объектива при наклоне объектива на некоторый угол, подлежащий определению. Принцип действи  данного датчика заключаетс  в следующем . Допустим, что в исходном положен|1и чувствительный элемент с объективом находитс  в центре датчика и луч света падает в точку О позиционно-чувствительного фотоприемника с координатами хо(Уо. При отклонении объекта, на котором установлен датчик, чувствительный элемент перемещаетс  на величину, пропорциональную углу отклонени  объекта, и луч фокусируетс  объективом в точке Oi позиционно-чувствительного фотоприемника с координатами XI, yi.

Таким образом, зна  изменени  координат положени  чувствительного элемента , определ ют угол наклона объекта как визуально, так и автоматически. Визуально

угол наклона объекта определ етс  оператором через стекло с помощью нанесенной отсчетной сетки.

В автоматическом режиме датчик работает следующим образом. Луч от осветител 

9 попадает на стекло 2, но, так как жидкость 6 непрозрачна  позиционно-чувствительный фотоприемник 4 засвечиваетс  только в точке, соответствующей положению объектива 8, закрепленного на чувствительном

элементе 7.

Таким образом, позиционно-чувствительный фотоприемник определ ет величины Ах, Ду относительно исходного положени  (точка О) и выдаетих, например, в систему управлени  объекта. В системе управлени  на основе данных Дх, Ау определ ютс  угол конечного поворота объекта а и угол положени  мгновенной оси поворота Алгоритм их вычислени  имеет вид:

. ДС

а К

/ arctg|

-НАу Ах XI -хо, Ду

где

У1 - Уо,

К - коэффициент пропорциональности, определ емый при калибровке датчика угла наклона.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   5 Датчик угла наклона, содержащий герметичную ампулу, заполненную рабочей жидкостью с непрозрачным слоем, светопровод щий чувствительный элемент, расположенный в ампуле, и оптически сопр женные него источник света и позиционно-чувствительные фото11риемник , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, рабоча  жидкость выполнена с дополнительным прозрачным

   слоем, плотность которого больше плотности непрозрачного сло , а светопровод щий чувствительный элемент выполнен в виде объектива.

   Риг.1

   Фие,2