УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА

Предлагаемая полезная модель относится к измерительной технике, а именно к приборам для измерения углов наклона в вертикальной плоскости. Устройство разработано в составе технологии определения остаточного продольного изгиба корпуса судна по кривизне, величина которой вычисляется по результатам измерения углов наклона поперечного сечения объекта в начале и конце обследуемого отрезка палубы. Предлагаемое устройство позволяет измерять искомый параметр с высокой степенью точности при достаточной простоте конструкции устройства и несложности процесса измерения.
Известно устройство для определения угла наклона (поворота) объектов по пат. РФ №2085845, МПК G01C 9/02, содержащее корпус-держатель, отсчетную. шкалу и чувствительный элемент, выполненный в виде свободно подвешенного в центре корпуса-держателя груза с указателем и закрепленной на нем отсчетной шкалы. Недостатком известного устройства является недостаточная точность измерения.
Известен также прибор по пат. РФ №2350898 МПК G01B 5/30, выполненный в виде коленчато-рычажного тензометра. При похожей технической сущности известный аналог, однако, не может быть использован по предлагаемому назначению. Устройство по пат. РФ №2350898 предназначено для измерения изменений линейных размеров объекта во времени (под действием нагрузки или по прошествии времени), в то время как предлагаемая модель сравнивает измеренные параметры в пространстве (вдоль длины палубы).
Наиболее близким по технической сущности аналогом к предложенному устройству является прибор для определения угла наклона по пат. РФ №2142613 МПК G01C 9/00. Известное устройство содержит корпус с вертикально установленной угловой шкалой и маятником, подвижный конец которого выполнен в виде стрелки, при этом ось поворота маятника совмещена с центральной осью угловой шкалы. Недостатком прототипа является недостаточная для условий использования предлагаемого устройства точность измеренных результатов.
Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в увеличении точности измерения угла наклона.
а
Для решения поставленной задачи устройство, (содержащее также как и прототип, плиту с закрепленной в вертикальной плоскости угловой шкалой, маятником и стрелкой,) в отличие от прототипа, дополнительно снабжено неподвижным стаканом, установленным на плите, внутри которого с возможностью продольного перемещения размещен подвижный стакан, основание которого шарнирно соединено со стрелкой, в свою очередь стрелка шарнирно соединена с нижним концом маятника, при этом , где l - общая длина стрелки,  - длина стрелки от точки соединения с подвижным стаканом до точки соединения с маятником.
Сопоставление предлагаемой конструкции и прототипа, а также анализ выявленной информации в области измерительной техники показал, что поставленная задача - увеличение точности измерения углов наклона, решается в результате новой совокупности признаков и позволяет сделать вывод о соответствии устройства, предлагаемого в качестве полезной модели, критерию «новизна».
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где
на фиг.1, 2 - приведена конструкция устройства,
на фиг.3 - схема измерения угла наклона.
Устройство содержит (фиг.1, 2) плиту 1, на которой с помощью вертикальных стоек 2 закреплена пластина со шкалой 3, проградуированной в радианах. Каждому делению соответствует 0,0005 радиан. На оси 4 пластины установлен маятник 5, шарнирно соединенный со стрелкой 6. Устройство дополнительно снабжено неподвижным 7 и подвижным 8 стаканами. Верхнее основание подвижного стакана 8 шарнирно связано с нижним концом стрелки 6. Полученный узел из маятника 5, стрелки 6 и двух стаканов 7 и 8 образует рычажную систему, оптимальное соотношение плеч которой (от 10 до 20) и длина маятника (2 м) было экспериментально выявлено и математически подтверждено. За пределами этих величин конструкция становится или неоправданно громоздкой или не обеспечивает получение необходимого результата.
Как указывалось выше, заявляемое устройство было разработано в составе технологии определения остаточного продольного изгиба корпуса судна, величина которого больше 0,001 вызывает необходимость принятия соответствующих мер. Для вычисления этой величины по математической формуле, приведенной в заявке №2010106960 от 24.02.2010 на изобретение «Способ определения остаточного продольного изгиба корпуса судна», требуется высокая точность измерения исходных параметров - кривизны на отдельных участках палубы  и соответственно угла поворота поперечного сечения (0,0005 радиан). Это может быть достигнуто за счет высокой чувствительности измерительного прибора и его разрешающей способности. В предлагаемом устройстве это требование выполняется в результате обеспечения коэффициента увеличения прибора до 10÷20. При этом конструкция прибора достаточна проста, а процесс измерения не вызывает сложностей.
Устройство работает следующим образом.
Измерение углов производится в начале и конце обследуемого участка палубы судна на пересечении карлингса с бимсом. Об отклонениях палубы судна от прямой линии и соответственно об изменениях угла поворота поперечного сечения корпуса судят по разности показаний устройства в начале и конце участка. По шкале 3 (с делениями 0,0005 радиан) отсчитывают угол наклона стрелки 6, которая поворачивается относительно исходного положения вслед за поворотом маятника 5 (длиной 2 м) в оси 4 при перестановке устройства. При этом стрелка 6 за счет рычажной системы разворачивается на угол, в 10÷20 раз (в зависимости от выбранного коэффициента увеличения) превышающий величину угла поворота маятника. Таким образом, чувствительность маятника 5 и разрешение шкалы 3 в сочетании с наличием рычажной системы, позволяет более точно фиксировать изменения отклонений угла поворота поперечного сечения корпуса судна, и по снятым показаниям более точно измерять величину кривизны на обследуемых участках палубы.
Устройство было апробировано при вычислении кривизны продольной оси корпуса судна по разности углов отклонения поперечных сечений объекта в начале и конце заданного участка. Полученный результат показал, что точность искомого параметра составляет 0,0005, что в 10 раз выше показаний прототипа.