SU659901A1 - Inclination angle measuring device - Google Patents

Inclination angle measuring device

Info

Publication number
SU659901A1
SU659901A1 SU762337017A SU2337017A SU659901A1 SU 659901 A1 SU659901 A1 SU 659901A1 SU 762337017 A SU762337017 A SU 762337017A SU 2337017 A SU2337017 A SU 2337017A SU 659901 A1 SU659901 A1 SU 659901A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
light
measuring device
inclination angle
angle measuring
scanstors
Prior art date
Application number
SU762337017A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Лонгинович Куликовский
Виталий Яковлевич Купер
Александр Иванович Шимаров
Original Assignee
Куйбышевский Политехнический Институт Имени В.В.Куйбышева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Куйбышевский Политехнический Институт Имени В.В.Куйбышева filed Critical Куйбышевский Политехнический Институт Имени В.В.Куйбышева
Priority to SU762337017A priority Critical patent/SU659901A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU659901A1 publication Critical patent/SU659901A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

изменени  напр жени  питани  и величины светового потока, а также низка  чувствительность , вследствие наличи  «фоновой засветки светоприемников, котора  обусловлена многократным отражением световых лучей от стенок сосуда, призмы и зеркала . Кроме того, известное устройство чувствительно к ускорени м и вибраци м, что значительно ограничивает его применение.changes in supply voltage and luminous flux, as well as low sensitivity, due to the presence of "background illumination of light receivers, which is caused by repeated reflection of light rays from the vessel walls, prism and mirror. In addition, the known device is sensitive to accelerations and vibrations, which significantly limits its use.

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и точности измерений.The aim of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of measurements.

Дл  этого в устройстве дл  измерени  углов наклона, содержащем чувствительный элемент, установленный в герметичной камере, заполненной оптически прозрачной демпфирующей жидкостью и прикрепленной через торсион к днищу камеры, источник света и вычислительное устройство, оптическа  система выполнена в виде набора линз, формирующих три плоских веерообразных световых пучка, расход щихс  под заданными углами, и чувствительный элемент выполнен в виде двух сканисторов , укрепленных параллельно один другому и симметрично относительно точки креплени  торсиона на общем основании, на входных зрачках сканисторов установлены световолоконные планшайбы, а выходы сканисторов через параллельно включенные блоки дл  выделени  сигнала и последовательно подключенные к ним блок дл  измерени  временных интервалов и кодирующее устройство подключены к вычислительной машине.For this, in a device for measuring tilt angles, containing a sensing element mounted in a sealed chamber filled with optically transparent damping fluid and attached through a torsion to the bottom of the chamber, a light source and a computing device, the optical system is made up of a set of lenses that form three flat fan-shaped light. beam diverging at given angles, and the sensing element is made in the form of two scanstors, mounted parallel to each other and symmetrically with respect to The torsion mount on a common basis, fiber-optic faceplates are installed on the entrance pupils of the scanstors, and the outputs of the scanstors are connected through parallel-connected blocks for signal extraction and a serially connected block to them for measuring time intervals and an encoder are connected to a computer.

На фиг. 1 приведена принципиальна  электрическа  схема устройства; на фиг. 2 и 3 - диаграммы световых потоков; на фиг. 4 - эпюры электрических сигналов.FIG. 1 shows a circuit diagram of the device; in fig. 2 and 3 - diagrams of light fluxes; in fig. 4 - diagrams of electrical signals.

Устройство дл  измерени  углов наклона содержит герметичную светонепроницаемую камеру 1, котора  заполнена прозрачной дл  световых лучей демпфирующей жидкостью 2, чувствительный элемент 3, подвижно соединенный с днищем камеры 1 посредством торсиона 4, источник света 5 и оптическую систему 6, котора  формирует три плоских веерообразных световых луча 7, образующих между собой известные углы а, а также блоки 8 и 9, предназначенные дл  выделени  сигналов, блок 10, предназначенный дл  измерени  временных интервалов , кодирующее устройство 11 и вычислительную машину 12. Чувствительный элемент 3 образован двум  позиционночувствительными фотоприборами (сканисторами ) 13 и 14, которые размещены на общем основании 15, имеющем кольцевой баланс 16 и поплавок 17. Кольцевой баланс 16 соединен с поплавком 17 подвижно (например посредством резьбы) и предназначен дл  регулировани  периода собственных колебаний чувствительного элемента 3 и уменьщени  чувствительности устройства к линейным ускорени м. Сканисторы 13 и 14 через блоки 8 и 9 соединены с The tilt angle measuring device comprises a sealed, light-tight chamber 1, which is filled with a light-absorbing damping liquid 2, a sensing element 3 movably connected to the bottom of the camera 1 by means of a torsion 4, a light source 5 and an optical system 6, which forms three flat fan-shaped light beams 7 forming the known angles a between themselves, as well as the blocks 8 and 9 for selecting the signals, the block 10 for measuring the time intervals, the encoder 11 and you the numeral machine 12. The sensing element 3 is formed by two position-sensitive photographic devices (scanstors) 13 and 14, which are placed on a common base 15, having a ring balance 16 and a float 17. The ring balance 16 is connected to the float 17 movably (for example by means of a thread) and is designed to regulate period of natural oscillations of the sensing element 3 and reducing the sensitivity of the device to linear accelerations. Scanners 13 and 14 through blocks 8 and 9 are connected to

последовательно включенными блоком 10, кодирующим устройством И и вычислительной машиной 12. Поверх сканисторов 13 и 14 установлены световолоконные планшайбы 18 и 19, предназначенные дл  устранени  паразитной «фоновой засветки сканисторов и повышени  разрешающей способности устройства.consecutively connected by the block 10, the encoder And and the computing machine 12. Above the scanners 13 and 14 are installed optical fiber faceplates 18 and 19, designed to eliminate the parasitic background illumination of the scanstors and increase the resolution of the device.

Устройство дл  определени  углов наклона объекта работает следующим образом. Световые лучи 7 попадают на поверхность чувствительного элемента 3, образу  три узкие световые полосы - следы 20 (см. фиг. 2). При углах наклона объекта, равных нулю, световые следы 20 представл ют собой равноотсто щие пр мые, лежащие в плоскост х xyz и параллельные оси 02 (см. фиг. 2). При наличии углов наклона о и -у объекта относительно осей ох и 02 параллельность следов 20 световых лучей нарушаетс , измен ютс  и рассто ни  1x1 и 1x2 между ними (см., например , фиг. 3).A device for determining the angles of inclination of an object works as follows. Light rays 7 fall on the surface of the sensing element 3, forming three narrow light strips - traces 20 (see Fig. 2). At object tilt angles of zero, the light trails 20 are equally spaced straight lines lying in the xyz planes and parallel to axis 02 (see Fig. 2). In the presence of the angles of inclination of the object about the axes oo and 02, the parallelism of the traces of 20 light rays is broken, and the distances 1x1 and 1x2 between them change (see, for example, Fig. 3).

Под действием света на сканисторах 13 и 14 создаетс  рельеф возбужденных светом и разделенных р+-л-переходами неосновных носителей зар да. При сканировании , которое происходит путем изменени  пилообразного напр жени , приложенного к сканистору, сканирующа  граница благодар  нелинейным свойствам переходов имеет Н-апертуру. Видеосигнал, отражающий распределение освещенности на сканисторах 13 и 14, снимаетс  с соответствующих блоков 8 и 9 и подаетс  в блок 10.Under the action of light on scanstors 13 and 14, a pattern of light-excited and separated p + l transitions of minority carriers is created. When scanning, which occurs by changing the sawtooth voltage applied to the scanner, the scanning edge has an H-aperture due to the nonlinear properties of the transitions. The video signal reflecting the luminance distribution on the scanors 13 and 14 is taken from the corresponding blocks 8 and 9 and fed to the block 10.

На фиг. 4а и б приведены осциллограммы сигналов, поступающих со сканисторов 13 и 14 при отсутствии углов наклона объекта; на фиг. 48 и г - при по влении углов наклона.FIG. 4a and b show oscillograms of signals from scanstors 13 and 14 in the absence of the object tilt angles; in fig. 48 and d - at the occurrence of tilt angles.

Как видно из фиг. 4, информацию об измер емых углах V и Y содержат интервалы времени т между видеоимпульсами. Поворот чувствительного элемента 3 вокруг оси 02 приводит к изменению соотнощени  интервалов времени ти, Т2л и тш. Т2п между видеоимпульсами с каждого из сканисторов 13 и 14 соответственно, а поворот вокруг оси ох приводит к неравенству соответствующих временных интервалов между видеоимпульсами со сканисторов 13 и 14, т. е.As can be seen from FIG. 4, information on the measured angles V and Y contain time intervals t between video pulses. The rotation of the sensing element 3 around the axis 02 leads to a change in the ratio of the time intervals ti, T2l, and tsh. T2p between the video pulses from each of the scanstors 13 and 14, respectively, and the rotation around the axis oh leads to the inequality of the corresponding time intervals between the video pulses from the scanstors 13 and 14, i.e.

и 2п мСигнал с блока 10 поступает в кодирующее устройство 11, а полученный кодированный сигнал - в вычислительную машину 12, где по формулам определ ют измер емые углы V и Y. and a 2n ms signal from block 10 enters the encoder 11, and the resulting encoded signal goes to the computer 12, where the measured angles V and Y are determined by the formulas.

I -1 / I г VI -1 / I g V

±у -т+к (TJ  ± y –t + k (TJ

tgtg

COSf Cosf

tga tgvtga tgv

гдеWhere

С«(1-Л).With “(1-L).

. .

г,g,

In 2П1л 2.1  In 2P1l 2.1

- - ;- -;

Чп + + Т2ЛPE + + T2L

С 1,1(.,+ т,,,)-К„ + т,„),C 1.1 (., + T ,,,) - К „+ t,„),

где УЖ - скорость сканировани ; причем угол V имеет тот же знак, что и величина А, а угол 7 имеет тот же знак, что и величина С.where VL is the scanning speed; moreover, the angle V has the same sign as the value A, and the angle 7 has the same sign as the value C.

Устройство позвол ет измер ть угловое положение объекта с высокой точностью в большом динамическом диапазоне, пе чувствительно к действию линейных ускорений, привод щих к параллельному перемещению чувствительного элемента 3 вдоль осей координат ох, oz или оу; измерительную информацию получают в виде временных интервалов между видеоимпульсами, которые легко преобразуютс  в цифровой код дл  ввода в ЭВМ.The device allows to measure the angular position of the object with high accuracy in a large dynamic range, not sensitive to the action of linear accelerations leading to parallel movement of the sensing element 3 along the axes of axes, oz, oy; The measurement information is obtained in the form of time intervals between video pulses, which are easily converted into a digital code for input into a computer.

Кроме того, временные интервалы между импульсами мало завис т от параметров самих импульсов (амплитуды, длительности и крутизны фронтов), что обеспечивает высокую точность измерений.In addition, the time intervals between pulses depend little on the parameters of the pulses themselves (amplitude, duration and steepness of the fronts), which ensures high accuracy of measurements.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 194335, кл. G 01С, 9/06, 1967.1. USSR author's certificate number 194335, cl. G 01 C, 9/06, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 154030, кл. G OIC, 9/32, 1963.2. USSR author's certificate number 154030, cl. G OIC, 9/32, 1963. 3. Авторское свидетельство СССР № 450079, кл. G 01С, 9/36, 1975.3. USSR author's certificate No. 450079, cl. G 01 C, 9/36, 1975. Фиг.гFigg л l /|/ | А;BUT; ЬB лl Шtfff Шtfff OqOq А AiA ai I fCT I fCT УпUp г-wMr. W г/g / йп yp .. Г;; I {Г ;; I {
SU762337017A 1976-03-09 1976-03-09 Inclination angle measuring device SU659901A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762337017A SU659901A1 (en) 1976-03-09 1976-03-09 Inclination angle measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762337017A SU659901A1 (en) 1976-03-09 1976-03-09 Inclination angle measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU659901A1 true SU659901A1 (en) 1979-04-30

Family

ID=20653166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762337017A SU659901A1 (en) 1976-03-09 1976-03-09 Inclination angle measuring device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU659901A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB1516536A (en) Measuring apparatus
US4813782A (en) Method and apparatus for measuring the floating amount of the magnetic head
US3856400A (en) Apparatus for no-contact measurement having a multi-colored grating
US3552859A (en) Optical instrument for determining the parallelism or nonparallelism of two reflecting surfaces
US3614212A (en) Oscillating light beam generating device
SU659901A1 (en) Inclination angle measuring device
US5184014A (en) Opto-electronic scale reading apparatus
SU669202A1 (en) Loose material level meter
EP0151015A2 (en) Apparatus for sensing strain in a transparent fibre
SU1116309A1 (en) Photoelectric displacement transducer
SU411296A1 (en)
SU853382A1 (en) Optical electronic devie for measuring angular diaplacement of an object
RU51U1 (en) Device for measuring angular inclination
JPS57190202A (en) Device for reading optical scale
SU953457A1 (en) Optical electronic measuring device
SU528532A1 (en) Photoelectric autocollimator
SU640226A1 (en) Collimation system adjusting device
SU610045A1 (en) Light slitting autocollimator unit
SU1283528A1 (en) Photoelectric displacement transducer
SU584179A1 (en) Linear dimension measuring device
SU372459A1 (en) PHASE DEVICE FOR MEASUREMENT OF MOVEMENT
SU756194A1 (en) Device for measuring object motion parameters
SU629444A1 (en) Arrangement for measuring displacement of monitored surface
SU1589046A1 (en) Device for measuring linear displacements
SU457958A1 (en) Two-coordinate photoelectric autocollimator