Термокомпенсирующее устройство для крепления элементов измерительных приборов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в лазерных преобразователях линейных и угловых перемещений, в счетнорешающих и других измерительных приборах в качестве термокомпенсирующего устройства для крепления элементов измерительных приборов. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения термокомпенсации линейных расширений в более широком диапазоне температур. Цель изобретения достигается за счет того, что основание образовано многозвенными несущими секциями 1,2,10,11 с установочными зонами для крепления между собой и крепления элементов, каждое из которых выполнено в виде трех звеньев, два из которых выполнены в виде пластин ступенчатого профиля из материалов с одинаковыми коэффициентами температурных линейных расширений, а третье звено - промежуточное расположено между внутренними ступенями двух звеньев в зоне их перекрытия, жестко соединено с ними и выполнено с меньшей длиной, чем длина звеньев, и из материала с большим коэффициентом температурного линейного расширения. Установочные зоны А,Б,В,Г для крепления элементов приборов размещены на периферии основания. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 Н 05 K 7/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ \

М вВ

ФР

С5

Фиг, 5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4229716/24-21

1 (22) 12,02,87 (46) 30.05 ° 89. Бюл. Р 20 (71) Киевский филиал Всесоюзного института повышения квалификации руководящих и инженерно-технических работников в области стандартизации, качества продукции и метрологии (72) Б„Н.Иванов (53) 621.396.67,7 (088.8) (56) Федоров Б.Ф. Оптический гироскоп. — М.: Знание, 1967, с.4 1-42.

Авторское свидетельство СССР

9 1195394, кл. Н 05 К 7/20, 11.08.83. (54) ТЕРМОКОМПЕНСИРУ10ЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

ÄÄSUÄÄ 1483 3 А1

2 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в лазерных преобразователях линейных и угловых перемещений, в счетно-решающих и других измерительных приборах в качестве термокомпенсирующего устройства для крепления элементов измерительных приборов.

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения термокомпенсации линейных расширений в более широком диапазоне температур. Цель изобретения достигается эа счет того, что основание образовано многозвенными несущими секциями 1, 2, 10 и 11 с установочными зонами для крепления между собой и крепления элементов, каждое из которых выполнено в виде трех

1483683 звеньев, два из которых выполнены в ниде пластин ступенчатого профиля из материалов с одинаковыми коэффи.циентами температурных линейных расширений, а третье звено — промежуточное расположено между внутренними ступенями двух звеньев в зоне их перекрытия, жестко соединено с ними

Изобретение относится к измерительной технике и может бьп ь использовано н лазерных преобразователях линейных и угловых . еремещений, н счетно-решающих и других измерительных приборах в качестве термокомпенсирующего устройства для крепления ,элементов измерительных приборов.

Цель изобретения — расширение экс плуатационных возмох<настей путем обеспечения термокомпенсации линейных расширений в бопее широком диапазоне температур, На фиг. 1 показано термокомпен— сирующее устройство для крепления элементов измерительных приборов, с двумя секциями, общий вид; на фиг. 2 то же, с четырьмя секциями, общий вид; на фиг, 3 — разрез Д-Д на фиг,2; на фиг. 4 — разрез Š— Е на фиг.2; на фиг. 5 — устройство н схема тичном изображении и с установленными HB. нем элементами измерительных приборов.

Термокомпенсирующее устройство для крепления элементов измерительных приборов содержит соединенные между собой с образованием многозненных секций 1, 2 и выполненные из материалов с разными коэффициентами температурных линейных расширений три параллельно размещенные меж— ду собой компенсирующие звенья 3, 4 и 5, на одних концах двух из них, на звеньях 3, 4, размещены установоч ные зоны А для крепления элементов измерительных приборов, а третье, промежуточное звено, 5 соединено своими противоположными концами с первыми двумя звеньями 3 и 4 соответственна и выполнено из материала с большим коэффициентом температур— и выполнена с меньшей длиной, чем длина звеньев, и из материала с большим коэффициентом температурного линейнага расширения, Установочные зоны А, Б, В,.Г для крепления элементов приборов размещены на периферии основания, 3 з.п.ф-лы, 5 ил. ного линейного расшире.|ия, дна звена

3 и 4 выполнены в ниде пластин ступенчатого профиля одинаковой длины из материалов с одинаковыми коэффи— циентами температурных линеиных расширений, а промежуточное звено 5 в виде пластины, длина которой мень— ше длины пластин звеньев 3 и 4, которые арне нтир она ны своими концами

10 с установочными зонами А н противоположных направлениях и обращены ступенчатыми профилями своих пластин навстречу адпа к другому с вазмажно— стью взаимного перекрытия их внутренних ступеней, причем пластина промежуточного звена 5 размещена между внутренними ступенями двух первых звеньев 3 и 4 н зоне их перекрытия и соединена с их противолежащими свободными концами б и 7 посредством элементов 8 и 9 соответственно. Термокомпенсирующе= устройство содержит также дополнителы ые многазве нные секции 2, 10 и 11,:соторые выполнены аналогично основной секции 1 с установочными зонами Б, В, Г соот— нетстненно. В варианте, когда термо— компенсирующее устройство содержит две многазвенные секции 1 и 2, пас30 ледние соединены между собой с образованием трех установочных зон А, А и Б, причем секции 1 и 2 савмеще— ны между собой внешними ступенями своих соответствующих звеньев 3 и 4 и соединены установочной зоной Б звена 2 со звеном 1 па его середине с образованием трех свободных концов с установочными зонами и Т-образного основания, Когда содержится четыре

gg звена 1, 2, 10 и 11, последние соединены аналогичным образом, на своими установочными зонами — паследона5 1483683 тельно: установочные эоны А saeva 2 соединены с одними установочными зонами Б и Г звеньев 1 и 11 соответ11 1Ф 13 д1, = 1,4 dt

2 2 2 1 в 113 1 э з "

Dl = dl + d12 - Ë1, 1 2 2 3 3 (3) 1 + 12 1

13 с э

Таким обраэом,при соблюдении условий, выраженных уравнениями (1) и (3), расстояния между зеркалами контура лазерного преобразователя, а следовательно, и площадь, ограни4р ченная контуром, практически не будет зависеть от изменений температуры.

Термокомпенсирующее устройство работает слудекщим образом.

При изменении температуры длины

45 секций 1, 2 и 10 изменяются. Так как секция 10 скреплена с противоположными концами секций 1 и 2, то изменение ее длины будет иметь противоположный изменению длин секций

1 и 2 знак. При длине секции 10

1 Ы + 12 Ы2

1 J

55 где 1,, 1 — длины секций 1 и 2 соответственно; — коэффициенты линейного расширения материалов ственно, которые своими другими установочными зонами Б и Г соединены с установочными зонами В секции 10 соответственно. При этом образовано основание в виде ролика, в углах которого расположены установочные зоны для крепления элементов измерительных приборов ° Причем одна пластина ступенчатого профиля одного звена, например 2, в - своей установочной зоне Б неподвижно закреплена, например, 15 .на станине 12, а пластина ступенчато-. го профиля другого звена 1 подвижно закреплена в своей установочной зоне

А с возможностью перемещения в на-. правлении, параллельном продольной геометрической осп пластины и промежуточного звена 5 посредством направляющей с движком 13 и ползуном 14, который размещен в пазу 15 кулисы 16 и ползуна 17, последний размещен в пазу 15 кулисы 16 и соединен с кулисой 18, причем кулиса 16 шарнирно закреплена на неподвижном конце звена 2 в его установочной зоне Б. Кулиса l6 является установочной частью элементов измерительных приборов, а именно множительного механизма, кулиса 18 установлена на направляющих 19 с возможностью перемещения параллельно оси Y.+

Для изготовления элементов устройства широко используются следующие материалы: конструкционная сталь, дюралюминий, латунь, бронза.

Термокомпенсирующее устройство работает следующим образом.

Все секции 1, 2, 10 и 11 имеют одинаковую конструкцию, поэтому ниже рассматривается только секция 1. Оиа состоит иэ пластины трехступенчатого профиля, жестко скрепленной своей установочной зоной А с секцией 2 в одной ее установочной зоне Б, пластины четырехступенчатого профиля, .жестко соединенной своей установоч ной зоной А с секцией 11 в одной ее установочной зоне Г, промежуточного звена 5 в виде пластины, жестко соединенной своими торцами с торцами концов 6 и 7 пластин 3 и 4 соответственно.

Компенсация температурной погрешности относительного положения уста, новочных зон А, Б, В и Г, в которых

6 расположены зеркала преобразователя, основана на следующем.

Очевидно, что при принятых обозначениях размеров пластин

При изменении температуры размеры пластин изменяются и их удлинения будут соответственно равны: а общее удлинение расстояния 1: или на основании (1): 11 lт,>,4t + 1< 2Ь З«ДЕ . (2)

3 3

Для того, чтобы расстояние 1 не изменялось при любом изменении температуры в уравнении (2), правую часть приравниваем к нулю, тогда

1483683 секций 1, 2. и 10 соответственно, базовая длина 1 термокомпенсацион— ного устройства не изменится. Изме-. нение расстояния между местами крепления секции 2 и салазок 20 не влияет на длину 1, так как при этом произойдет только относительное смещение вдоль секции 2 элементов направляющих 10

20 — 21, а длина 1 остается неизменной.

Поэтoiiy во множительном механизме при изменении температуры расстояние между шарниром кулисы 16 и движком

13 будет постоянным. А так как погрешность воспроизведения величины при повороте кулисы 16 на угол р равна

SK ° Y

Я = — — ---- tg P>

2. К и зависит от погрешности К, то предложенное термокомпенсирующее устрой— ство позволяет практически исключить погрешности преобразования угла поворота р в величину Z„

На фиг.2 показано термокомпенси— рующее устройство, выполненное в ви- 30 де основания для кольцевого лазерного преобразователя угловых перемещений или угловой скорости с четырехугольным контуром.

Основание содержит четыре звена

1, 2, 10 и 11, скрепленных таким образом, что базовые точки А, Б, В, Г, определяющие положение зеркал (не показаны) по контуру четырехугольного .лазерного преобразователя, расположены на секциях 1 и 10.

Формула изобретения

1, Термокомпенсирующее устройство для крепления элементов измерительных приборов, содержащее соединенные между собой с образованием многозвенной несущей секции и выполненные из материалов с разными коэффициентами

50 температурных линейных расширений три параллельно размещенные между собОй компенсирующие звена, на одних концах двух из них размещены установочные зоны для крепления элементов

55 измерительных. приборов, а третье, промежуточное звено, соединено своими противоположными концами с первыми двумя звеньями соответственно и выполнено из материала с большим коэфд>ициентом температурного линейного расширения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения термокомпенсации линейных расширений в более широком диапазо1не температур, оно снабжено дополнительными многозвенными несущими секциями, иденгичными основной многозвенной несущей секции, два звена каждой многозвенной несущей секции - с установочными зонами выполнены в виде пластин ступенчатого профиля одинаковой длины из материалов с одинаковыми коэффициентами температурных линейных расшире"ий, а промежуточное звено — в гиде пластины, длина которой меньше длины пластин первых двух звеньев, ориентирован— пых своими конца."ги с уста.10В оч1ь!ми зонамк в противоположных направлениях и обращенных ступенчатыми профилями своих пластин навстречу одно к другому с возможносгью взаимного перекрытия их ступеней, причем плас— тина промежуточного звена расмещена между внутренними ступенями двух первых звеньев в зоне их перекрьггия и жестко соединена с их противоле— жащими свободными концами, а многозвенные несущие секции совмещены между собой внешними ступенями своих соответствующих звеньев и жестко соединены в одних их у-становочных зонах с образованием основания с установоч— ными зонами, расположеннык: на периферии основания, 2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что одна пластина ступенчатого профиля одной многозвенной несущей секции основания в своей другой установочной зоне неподвижно закреплена, а пластина ступенчатого профиля другой многозвенной несущей секции основания, смежной с первой, подвижно закреплена в своей другой установочной зоне с возможностью перемещения в направлении, параллельном продольной геометрической оси пластины своего промежуточного звена.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что основание образовано многозвенными несущими секциями и имеет Т-образную форму, причем установочные зоны ос)483б83 фиг. 2 нования размещены на концах его ветвей, 4. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что основание образовано четырьмя много" звенными несущими секциями и имеет форму рамы, причем установочные эоны основания размещены в его углах.

1483683

Составитель А,Попова

Техр ед М. Дидык Корректор И. Васильева Редактор И.Андрушенко

Заказ 2855/57 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно †издательск комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101