Устройство контроля перемещений

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, позволяет повысить чувствительность и расширить диапазон измерений. Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 стабилизированного питания, мостовую схему 2, усилитель 3 мощности, регистрирующий прибор 4, чувствительные элементы, выполненные из электропроводящей резины 5 с напыленными токосъемниками 6, подвижный шток 7. Причем два идентичных по типоразмеру и химическому составу чувствительных элемента 5 подключены в разные плечи мостовой схемы 2 и расположены в неподвижном и изолированном корпусе 9 с металлическим кожухом-экраном 10 и двумя резьбовыми прижимами 11. Чувствительные элементы плотно прижаты к изолированной шайбе 8, закрепленной винтами к подвижному штоку 7. Поступательное перемещение шайбы 8 приводит к сжатию одного чувствительного элемента 5 и растяжению другого. При деформации изменяются сопротивления этих элементов и, следовательно, сигнал на выходе мостовой схемы 2. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 В 7 02 .

E б

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/1 РЕгУЛЫР

PW0&g об2 ЕКП7У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4389701/24-28 (22) 09.03.88 (46) 15.07.90. Бюл. № 26 (71) Грузинский научно-исследовательский институт энергетики и гидротехнических сооружений (72) Г. М. Топчишвили, О. С. Лабадзе и П. А. Гутидэг (53) 531.717(088.8) (56) Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования.— М.: Машиностроение, 1965, с. 41 — 43.

Авторское свидетельство СССР № 1441185, кл. G О! В 7/18, 1986. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, позволяет повысить чувствительность и расширить диапазон измерений. Устройство содержит последоваÄÄSUÄÄ 1578449 А 1

2 тельно соединенные источник 1 стабилизированного питания, мостовую схему 2, усилитель 3 мощности, регистрирующий прибор 4, чувствительные элементы, выполненные из электропроводящей резины 5 с напыленными токосъемниками 6, подвижный шток

7. Причем два идентичных по типоразмеру и химическому составу чувствительных элемента 5 подключены в разные плечи мостовой схемы 2 и расположены в неподвижном и изолированном корпусе 9 с металлическим кожухом-экраном 10 и двумя резьбовыми прижимами 11. Чувствительные элементы плотно . прижаты к изолированной шайбе 8, закрепленной винтами к подвижному штоку 7. Поступательное перемещение шайбы 8 приводит к сжатию одного чувствительного элемента 5 и растяжению другого. При деформации изменяются сопротивления этих элементов и, следовательно, сигнал на выходе мостовой схемы 2. 2 ил.! 578449

Формула изобретения

Изобретение относитс» к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления и регулирования, в частности, в устройствах для контроля, измерения и регистрации линейных перемещений подвижных объектов или механизмов с фиксированным участком передвижения.

Цель изобретения — повышение чувствительности и расширение диапазона измерений за счет деформации элементов 5 и соответствующего изменения сопротивлений в плечах моста.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — выходные статические характеристики преобразователя.

Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 стабилизированного питания, мостовую схему 2, усилитель 3 мощности, регистрирующий прибор 4, чувствительные элементы (электропроводящую резину) 5 с напыленными токосъемниками 6„ подвижный шток 7 и изолирующую шайбу 8, которая крепится винтами к подвижному штоку 7, а свободные концы штока 7 предназначены для размещения в регулируемом или исследуемом объекте. Токосъемники 6 выполнены напылением меди на торцевые части резины, а сами чувствительные элементы 5 имеют форму цилиндра. Чувствительные элементы 5 установлены в неподвижном изолированном корпусе 9 с металлическим кожухом-экраном 10 и двумя прижимными элементами, например, в виде резьбовых прижимов 11. Чувствительные элементы 5 включены в различные плечи мостовой схемы 2.

Ход резьбовых прижимов 11 обеспечивает балансировку мостовой схемы 2, задание преднапряженного состояния чувствительных элементов 5, обеспечивающее необходимые значение чувствительности и диапазона измерения преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии деформации в исходном состоянии мост 2 с чувствительными элементами 3 (R2, КЗ) подпитывается источником постоянного тока и полностью сбалансирован путем подбора сопротивлений К 1 и R 4, величины которых лежат в пределах

5 — 100 м. Подвижной шток 7 кинематически связан с регулируемым объектом, положение которого необходимо контролировать.

Принудительным перемещением подвижной шток 7 через шайбу 8 (например, текстолитовую) деформирует чувствительные элементы 5.

Поступательное движение шайбы 8 вызывает сжатие одного чувствительного элемента 5 и соответственно растяжение другого, находящегося в преднапряженном состоянии, чувствительного элемента 5.

Предварительное напряжение элементов

5 создается резьбовыми прижимами 1!. При деформации изменяются сопротивления элементов 5. Поскольку изменяется сопротив. ление обоих элементов 5, сигнал на выходе схемы 2 будет большим, чем при использовании одного чувствительного элемента 5.

Обратный ход подвижной шайбы 8 вызывает соответственно растяжение одного и сжатие другого резинового чувствительного элемента 5.

При правильной балансировке мостовой схемы 2, на выходе последней появляется сигнал, пропорциональный перемещению подвижного штока 7 (см. фиг. 2). В качестве регулируемого объекта может быть любой механизм, пространственное положение которого необходимо контролировать или задать по жесткой программе.

Чувствительные элементы расположены в изолированном и неподвижном корпусе 9, изготовленном, например, из текстолита, который, в свою счередь, установлен в металлическом кожухе-экране для защиты от помех как высоко-, так и низкочастотных.

Электропроводящие резиновые элементы 5 радиально деформироваться не могут при аксиальном воздействии штока, так как плотно посажены в корпусе 9. Однако они могут сжиматься, так как технологически в полимерной матрице присутствуют микропустоты.

Выходные статические характеристики (фиг. 2) получены при приложении аксиального усилия, а следовательно и деформации электропроводящих резиновых чувствительных элементов 5 с удельным сопротивлением 0,02 — 0,040 мм. При.этом изменение чувствительности преобразователя (фиг. 2—

1, 2 — 2) и диапазона контроля для одного и того же материала элементов 5 задавалось начальной толщиной и плотностью прилегания чувствительных элементов 5 к изолированной шайбе 8, обеспечиваемой резьбовыми прижимами 11.

Устройство контроля перемещений, содержащее последовательно соединенные источник стабилизированного питания, мостовую схему, усилитель мощности и регистратор, а также корпус с отверстием, первый чувствительный элемент, включенный в одно из плеч мостовой схемы, выполненный из электропроводящей резины с торцовыми напыленными токосъемниками и размещенный в корпусе, шток, жестко связанный с первым чувствительным элементом через отверстие в корпусе, и изолирующую шайбу, отличаюи!ееся тем,. что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерений, оно снабжено вторым, выполненным аналогично первому, чувствительным элементом, размещенным в корпусе и включенным в другое плечо моста, и двумя прижимными элементами, изолирующая шайба размещена в корпусе между первым и вторым чувст1578449

Составитель И. Рекунова

Редактор Л. Пчолинская Техред А. Кравчук Корректор Т. Малец

Заказ 1904 Тираж 504 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35. Раушская наб.. д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !О! вительными элементами и жестко связана со штоком, чувствительные элементы и изолирующая шай6а выполнены со сквозными центральными отверстиями, в которых установлен шток, а прижимные элементы размещены на штоке в отверстиях корпуса с возможностью взаимодействия каждый со своим чувствительным элементом.