ДАТЧИК КРИТИЧЕСКИХ УГЛОВ С ИНДИКАТОРОМ

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к устройствам для определения углов наклона объектов и оборудования на  производстве и в быту относительно местного горизонта.
Известно устройство для измерения угла наклона «Система позиционирования» (Патент РФ на полезную модель №79659 от 18.04.2008). Устройство содержит размещенную внутри корпуса печатную плату блока системы позиционирования, на которой размещены двухкоординатные измерители ускорения, схема преобразователя сигнала и микроконтроллер.
К недостаткам данного устройства относится отсутствие индикации и необходимость использования дополнительных устройств для отображения информации об угловом положении системы позиционирования.
Известно изобретение «Способ измерения уклонов и цифровой измеритель для его осуществления» (Патент РФ МПК 7 G01С 9/00 №2227899 от 27.04.2004.). Данный способ измерения уклонов подразумевает определение положения преобразователя величины линейного ускорения в выходной сигнал пропорциональной углу наклона относительно горизонтальной плоскости или местной вертикали, по которому судят о величине уклонов. При этом измеряют величины проекций ускорения свободного падения в направлении трех взаимно ортогональных осей чувствительности. Положение преобразователя относительно горизонтальной плоскости или местной вертикали определяют по величинам проекций ускорения свободного падения в направлении двух из этих осей, которые выбирают при достижении третьей осью направления заданного допустимым углом отклонения любой оси чувствительности от местной вертикали. Цифровой измеритель уклонов содержит снабженный установочным узлом корпус, в котором размещены инерционный измеритель силы тяжести с электронной схемой преобразования сигнала инерционного измерителя в визуальную информацию об уклонах, автономный источник электропитания электронной схемы. Установочный узел корпуса выполнен в виде пяти плоских установочных баз, из которых три ортогональны друг другу, две параллельны им, двух взаимно перпендикулярных призматических установочных баз, параллельных соответствующим плоским установочным базам. Инерционный измеритель ускорения силы тяжести выполнен трехкоординатным и закреплен жестко относительно установочных баз. В электронную схему преобразования сигнала измерителя введен микропроцессор, который работает с моделью погрешности определения силы тяжести.
Недостатком данного способа является использования дополнительного акселерометра и избыточное количество баз. Кроме этого, общим недостатком микромеханических акселерометров является зависимость их показаний от температуры и напряжения питания. (Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является «Цифровой измеритель уклонов» (патент РФ МПК 7 G01C 9\00 №21667732 от 10.05.2001), содержащий корпус с рабочей поверхностью, установленные внутри корпуса преобразователь силы в электрический сигнал с электронной схемой преобразования сигнала, при этом снаружи на корпусе установлены переключатель режимов измерения координат, выполненный с возможностью механического переключения режимов измерения, и жидкокристаллический индикатор, позволяющий одновременной осуществлять индикацию направления и величины уклона по любой из двух геометрических осей симметрии корпуса в плоскости его рабочей поверхности, а преобразователь силы в электрический сигнал выполнен в виде двухкоординатного измерителя ускорения силы тяжести, который закреплен внутри корпуса с обратной стороны его рабочей поверхности, при этом переключатель координат измерения, жидкокристаллический индикатор и двух координатный измеритель ускорения силы тяжести подключены к электронной схеме преобразования сигнала.
К недостаткам данного устройства относится его ограниченные эксплуатационные возможности, заключающиеся в том, что устройство позволяет производить индикацию направления и величины уклона только по одной из двух геометрических осей симметрии корпуса. Для изменения оси измерения в данном устройстве предусмотрен переключатель координат измерения.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения и индикации информации об углах наклона наклономера, в том числе критических, относительно плоскости горизонта не менее чем по двум осям, а также повышение надежности работы за счет упрощения устройства расширения его эксплуатационных возможностей и удобства эксплуатации.
Указанный технический результат достигается в датчике критических углов с индикатором, включающем в себя наклономер и блок индикации с имеющим сигнальные выходы микроконтроллером и лицевой панелью, на которой расположены дисплей и элементы включения, тем, что в него введены расположенные на лицевой панели и подключенные к сигнальным выходам микроконтроллера звуковой сигнализатор и, по меньшей мере, два светодиода для обеспечения световой и звуковой сигнализации при превышении критических значений углов наклона по каждой из осей наклономера, лежащих в горизонтальной плоскости, и определения по какой из них произошел критический наклон.
Кроме того, блок индикации может быть выполнен с возможностью отображения на дисплее углов наклона одновременно по двум осям.
Кроме того, наклономер и блок индикации могут быть связаны между собой дистанционно с возможностью установки наклономера в труднодоступном месте.
Кроме того, наклономер содержит наноэлектромеханический измерительный преобразователь с автоэлектронной эмиссией.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображено следующее.
На фиг.1 представлена структурная схема датчика критических углов с индикатором.
На фиг.2 представлена передняя панель блока индикации
На фиг.1 обозначены
1 - наклономер,
2 - разъем для подключения наклономера
3 - преобразователь интерфейса,
4 - микроконтроллер,
5 - символьный индикатор,
6 - светодиод, сигнализирующий о превышении критического значения угла наклона по оси X,
7 - светодиод, сигнализирующий о превышении критического значения угла наклона по оси Y,
8 - звуковой сигнализатор, включающийся при превышении критического значения угла наклона по любой или сразу обоих осей,
9 - блок индикации,
10 - разъем для подключения источника питания.
Расширение функциональных возможностей устройства, расширение его эксплуатационных возможностей и удобство эксплуатации обеспечивается за счет того, что в датчике критических углов используется наклономер, предпочтительно на основе наноэлектромеханических измерительных преобразователей, дистанционно соединенный с блоком индикации, выполненным в виде отдельного блока, на лицевой панели которого размещен символьный индикатор, микроконтроллер, преобразователь интерфейса, разъемы для подключения наклономера и питания. На верхней панели корпуса размещены индикатор, светодиоды, звуковой сигнализатор и кнопки управления (элементы включения). При включении устройства на индикаторе отображаются данные об углах наклона рабочей поверхности наклономера в символьном виде.
Наклономер 1 подключается к блоку индикации 9 через разъем 2, соединен через преобразователь интерфейса 3 с микроконтроллером 4, который осуществляет управление работой символьного индикатора 5, светодиодов 6 и 7, а также звукового сигнализатора 8. Питание наклономера осуществляется от блока индикации через разъем 2. Питание блока индикации осуществляется через разъем 10. При превышении критических значении углов наклона, устанавливаемых программно по каждой из осей, лежащих в горизонтальной плоскости, срабатывает световая и звуковая сигнализация, позволяющая быстро определить по какой из осей произошел критический наклон.
Полезная модель относится к классу информационно измерительных систем и наклономер 1 строится на основе наноэлектромеханических измерительных преобразователей с автоэлектронной эмиссией.
Таким образом, полезной моделью обеспечивается технический результат, которым является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения и индикации информации об углах наклона наклономера, в том числе критических, относительно плоскости горизонта не менее чем по двум осям, а также повышение надежности работы за счет упрощения устройства расширения его эксплуатационных возможностей и удобства эксплуатации.