Устройство для измерения перемещений объекта
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения вращательного и линейного перемещений объекта. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения числа промежуточных механических преобразований величины перемещений в сигнал, упрощения конструкции,а также обеспечения возможности измерения не только линейных, но и угловых перемещений. Устройство содержит цилиндрический корпус 1, установленный с возможностью вращения вокруг оси 2 и выполненный на поверхности корпуса 1 эксцентрический паз 13, в котором установлены подпружиненные штоки 5, соединенные с пьезоэлектрическими трансформаторами 4. Втулки 3 жестко соединены между собой с помощью соединительного элемента 10. При вращении корпуса 1 давление пружин на пьезоэлектрические трансформаторы 4 изменяется за счет перемещения штоков 5 по глубине паза 13 и разность сигналов, снимаемых с пьезоэлектрических трансформаторов 4, периодически изменяется. Электрическая обработка разности сигналов позволяет определить угол поворота корпуса и число оборотов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 5 С О1 В 5/04
1 г. 4 (Гг г". .
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4369820/25-28 (22} 04.11.87 (46) 07,03,90. Бюл. N- 9 (71) Азербайджанский политехнический институт им. Ч.Ильдрыма (72) Т.Б.Гурбанов и Г.H.Ôèëàòîâ (53) 531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М - 1368627, кл. С 01 В 17/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА (57} Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения вращательного и линейного перемецгений объекта. Целью изобретения является повьппение точности за счет уменьшения числа промежуточных механических преобразований величины перемещений в сигнал, упрощения конструкции, а также обеспечения возможности измерения не только
1 А
2 линейнь|х но и угловых перемещений.
Устройство содержит цилиндрический корпус 1, ус тано вле нньп1 с во з можностью врашения вокруг оси 2 и выполненный на поверхности корпуса 1 эксцентрический паз 13, в котором установлены подпружиненные штоки 5, соединенные с пьезоэлектрическими трансформаторами 4. Втулки 3 жестко соединены между собой с помощью соедини— тельного элемента 10. При вращении корпуса 1 давление пружин на пьезо— электрические трансформаторы 4 изме— няется за счет перемещения штоков
5 по глубине паза 13 и разность сигналов, снимаемых с пьезоэлектрических трансформаторов 4, периодически изменяется. Электрическая обработка разности сигналов позволяет определить угол поворота корпуса и число оборотов. 2 з.п, ф-лы, 5 ил.
1548654
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения вращательного и линейного перемещений абьекта.
Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения числа промежуточных механических преобразований величины перемещений в сигнал, упрощение конструкции, а 10 также обеспечение возможности измерения не только линейных, но и угловых перемещений.
На фиг. 1.изображена конструктивная схема устройства с замкнутым пазом на внутренней боковой поверхности корпуса; на фиг. 2 — вид Л на фиг. 1; на фиг ° 3 — конструктивная схема устройства с замкнутым пазом на внешней боковой поверхности, на 20 фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг ° 3; на фпг. 5 — конструктивная схема устройства с замкнутым пазом на основании корпуса.
Устройство содержит цилиндрический корпус 1, установленный на оси 2 с возможностью вращения вокруГ нее, В корпусе 1 установлены две втулки 3, в которых размещены чувствительные элементы, например пьезоэлектрические 30 трансформаторы 4 цилиндрической формы, и штоки 5, подпружиненные пружинами 6. На конусообразных наконечниках штоков 5 размещены шарики 7. Держатели 8 ступенчатого профиля продеты через отверстия во втулках 3 и ввинчены в штоки 5 и зафиксированы гайками 9 с возможностью продольного перемещения во втулках 3. Торцы втулок
3 жестко соединены между собой с по- 40 мощью соединительного элемен а 10, установленного на оси 2. Вращательное движение к корпусу 1 передается через прикрепленные к ее крышкам 11 муфты 12 сцепления. 45
Цилиндрический корпус 1 может иметь форму полого цилиндра или цилиндра с направляющей в виде замкнутого эксцентрического конусообразноIO IIB3G 13, BbIIIOJIHPHHOFO соответствеН-5р но на внутренней или внешней цилиндричес-кой поверхности корпуса 1, а втулки 3 установлены соосно и перпендикулярно оси корпуса 1 °
Радиус R паза выбирают из соотношений (R +К) 6 R= (1/2-М 1
Емрр (1/2+A)=R (К цры -Ь), где 1 — расстояние, между точками штоков, предназначенных для взаимодействия с направляющими; эксцентриситет паза; р R„„ ø радиус внутренней или внешней цили-дрической поверхности корпуса.
При выполнении корпуса 1 цилиндрическим паз 13 может быть выполнен на основании корпуса 1 с линейно изменяющейся по его длине глубиной, определяемой из соотношения
g =arctg—
Э где ю — угол наклона паза;
h — разность наибольших значений глубины паза.
Втулки 3 установлены параллельно оси корпуса 1.
Исгользование фрикционной передачи позволяет измерять с помощью предлагаемого устройства линейные перемещения объекта.
Измерение перемещений осуществляется следующим образам.
При размещении пьезоэлектрических трансформаторов 4 в замкнутом пазу
13, когда один из них находится в максимально, а другой в минимально подпружиненном состоянии, разность сигналов, снимаемых с обкладок пьезоэлектрических трансформаторов 4, имеет при этом положении максимальное значение.
При повороте корпуса на некоторый угол(, например, против направления вращения часовой стрелки давление пружины на первый пьезоэлектрический трансформатор 4 уменьшается, а на второй- увеличивается.
В результате разность сигналов уменьшается и достигает своего минимума при (=90 . При дальнейшем павоО роте корпуса 1 в диапазоне 90ЙQ» 180 давление пружины на первый пьезоэлектрический трансформатор 4 продолжает уменьшаться, а на второй — увеличиваться. Разность си1 налов с пьезоэлектрических трансфарматсров 4 вновь начинает увеличиваться, на уже с обратным знаком, достигая своего максимума при (=180
При повороте корпуса в диапазоне о о
180 Я 360 давление пружины на первый пьезоэлектрический трансформатор
4 начинает увеличиваться, а на второй = уменьшаться. Разность сигналов
10 изобретения
Фо р мул а
1. Устройство для измерения перемещений объекта, содержащее корпус с выполненной в нем направляющей,ус- 15 тановленные s корпусе две втулки, размещенные во втулках чувствительные элементы и подпружиненные вдоль оси чувствительных элементов штоки с наконечниками, предназначенные для вза- 20 имодействия с направляющей корпуса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, упроще5 15486 уменьшается до своего минимума при
9= а
=270, а затем увеличивается с обратным знаком, достигая своего максимума при(у=360
Последующая электрическая обра5 ботка разности сигналов позволяет определить угол поворота корпуса и число оборотов за единицу времени.
54 ния конструкции, а также обеспечеEIHH возможности измерения не только линейных. но и угловых перемещений, корпус выполнен цилиндрическим и установлен с. возможностью вращения вокруг своей оси, направляющая корпуса выполнена в виде замкнутого паза, а торцы втулок жестко соединены между собой с помощью соединительного элемента, установленного на оси корпуса.
2. Устройство lIo II 1, o T Jl H ч а ю щ е е с я тем, что паз выполнен эксцентричным на внешней или внутренней цилиндрической поверхности корпуса, а втулки установлены соосно и перпендикулярно оси корпуса.
3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что втулка установлена параллельно оси корпуса, паз выполнен на основании цилиндрического корпуса с линейно изменяющейся по его длине глубиной.
1548654
1548654
Со ставитель И. Ефимов
Редактор Н. Бобкова Техред М. Ходанич
Корректор М.Пожо
Заказ 135 Тираж 490 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10
