Устройство для измерения линейного перемещения

Изобретение относится контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений объектов, а именно линейного перемещения поршня устройства по автоматическому изменению угла впрыска топливного насоса высокого давления в двигателях внутреннего сгорания. Устройство для измерения линейного перемещения содержит подпружиненный измерительный шток, связываемый в процессе измерения с контролируемым объектом, расположенный внутри переходной втулки. Втулка имеет отверстие, закрытое винтом. Измерительный шток свободным концом взаимодействует с микрометрическим винтом, установленным в диэлектрическом переходнике, жестко связанном с переходной втулкой. Микрометрический винт через источник тока и сигнальную лампу электрически соединен с переходной втулкой. 1 ил.

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений объектов, а именно линейное перемещение поршня устройства по автоматическому изменению угла впрыска топливного насоса высокого давления двигателя внутреннего сгорания.

Известен дифференциальный индуктивный датчик перемещений (а.с. №1298514 G 01 В 7/00), содержащий ферромагнитный корпус с крышками, расположенные в нем соосно две соединенные дифференциально катушки индуктивности, подпружиненный шток, предназначенный для связи с объектом, закрепленный на штоке посредством фрикционных элементов ферромагнитный якорь и ограничители перемещения якоря, при этом якорь выполнен состоящим из двух разделенных зазором частей с размещенной в зазоре между ними пружины, фрикционные элементы расположены в области зазора между частями якоря, а ограничителями перемещения служат крышка корпуса и выступ в его средней части.

Недостатками данного датчика являются:

1. Сложность конструкции.

2. Косвенное измерение перемещения.

3. Большое количество деталей, снижающих надежность датчика.

Наиболее близким к заявленному устройству относится дифференциальный преобразователь линейных перемещений (а.с. №1249308 G 01 В 7/00), содержащий измерительный шток, связываемый в процессе измерений с контролируемым объектом, и катушку индуктивности, выполненную в виде пружины из неферромагнитного материала и жестко закрепленную концами, датчик снабжен резьбовой пробкой, размещенной внутри катушки с возможностью свободного вращения вокруг оси штока и навинчивания на нее витков катушки и связанной с измерительным штоком.

Недостатками данного датчика являются:

1. Сложность конструкции.

2. Косвенное измерение перемещения.

3. Большое количество деталей, снижающих надежность датчика.

Задача предлагаемого изобретения - упрощение конструкции, простота измерения, мгновенное получение результатов измерения, возможность работы устройства в агрессивных средах (дизельное топливо) и при давлении до 1 МПа, точность измеряемой величины 0,05 мм.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для измерения линейного перемещения, содержащее подпружиненный измерительный шток, связываемый в процессе измерения с контролируемым объектом, подпружиненный измерительный шток расположен внутри переходной втулки, содержащей отверстие, закрытое винтом, свободным концом взаимодействует с микрометрическим винтом, установленным в диэлектрическом переходнике, жестко связанном с переходной втулкой, при этом микрометрический винт через источник тока и сигнальную лампу электрически соединен с переходной втулкой.

Новые существенные признаки:

1. Подпружиненный измерительный шток, расположенный внутри переходной втулки.

2. Переходная втулка, содержащая отверстие, закрытое винтом.

3. Свободный конец подпружиненного измерительного штока взаимодействует с микрометрическим винтом.

4. Микрометрический винт установлен в диэлектрическом переходнике.

5. Микрометрический винт через источник тока и сигнальную лампу электрически связан с переходной втулкой.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Технический результат

По сравнению с аналогом и ближайшим аналогом заявляемое устройство значительно упрощено, так как сигнальная лампа сигнализирует о моменте соприкосновения микрометрического винта с измерительным штоком. При этом по лимбу микрометрического винта можно судить о абсолютной величине линейного перемещения измеряемого объекта, а в устройствах (а.с. №1298514 и а.с. №1249308) суждение идет косвенно, так как требуются преобразователи для получения значения конкретного линейного перемещения.

Простота измерения: 1) установка нуля; 2) получение конкретной величины перемещения измеряемого объекта.

Возможность работы с давлением до 1 МПа за счет того, что микрометрический винт жестко закреплен с переходной втулкой через диэлектрик с использованием герметизирующего состава, стопорного винта (не показано) и уплотняющих прокладок.

По техническим условиям точность измерения линейного перемещения (для автомата опережения впрыска топлива) составляет 0,1 мм. Предлагаемое устройство позволяет получить точность измерения 0,05 мм.

Точность измерения достигается следующим:

- использование микрометрического винта с точностью измерения 0,01 мм;

- результат измерения фиксируют при постоянном горении лампы, так как при этом отсутствует колебания измерительного штока от воздействия пульсирующего потока топлива в топливной системе топливного насоса высокого давления (ТНВД).

В корпусе переходной втулки имеется отверстие с винтом, которое служит для удаления воздуха из полости измерительного устройства и ТНВД для правильного функционирования данных объектов.

На чертеже схематично изображено устройство для измерения линейного перемещения.

Устройство для измерения линейного перемещения содержит переходную втулку 1 с возможностью жесткого крепления к корпусу измеряемого объекта, внутри которой установлен измерительный шток 2, на котором расположена пружина 3. Переходная втулка 1 имеет на боковой поверхности отверстие 4, закрытое винтом 5. Пружина 3 одним концом упирается в измерительный шток 2, конец которого заканчивается кругом, а другим - в круговой выступ 6 внутри переходной втулки 1. Свободный конец измерительного штока 2 может взаимодействовать с микрометрическим винтом 7, установленным в диэлектрическом переходнике 8, который жестко связан с переходной втулкой 1. При этом с двух сторон диэлектрического переходника установлены уплотняющие прокладки 9. Микрометрический винт 7 через источник тока 10 и сигнальную лампу 11 электрически соединен с переходной втулкой 1.

Устройство для измерения линейного перемещения работает следующим образом. Данное устройство устанавливается на объект испытания (распределительный топливный насос высокого давления), используя переходную втулку 1. При этом микрометрический винт 7 должен быть выкручен на максимальное расстояние. Через отверстие 4 в корпусе переходной втулки 1 удаляется воздух из полости устройства (полость устройства заполняется топливом) для предотвращения вибраций, а также для правильного функционирования исследуемого объекта (топливного насоса высокого давления). Устройство готово к работе. Следующим шагом является определение точки отсчета (определение нуля). Измерительный шток 2 под действием пружины 3 прижат к измеряемому объекту (поршень автомата опережения впрыска). Вкручиваем микрометрический винт 7, в момент соприкосновения микрометрического винта 7 с измерительным штоком 2 замкнется электрическая цепь, вспыхнет сигнальная лампа 11, питающаяся от источника тока 10. В момент четкого горения лампы считываем цифровое значение на лимбе микрометрического винта 7. Данное цифровое значение является точкой отсчета. Далее выводим топливный насос на режимы испытаний, зависящие от модели двигателя внутреннего сгорания. При наборе оборотов вращения топливного насоса поршень автомата опережения впрыска перемещается (не показан), таким образом под действием пружины 3 перемещается и измерительный шток 2. Замер перемещения осуществляется аналогично, как и при определении нулевой точки. Вращаем микрометрический винт 7 до момента четкого горения сигнальной лампы 10, фиксируем цифровое значение на лимбе микрометрического винта 7. После проведения измерений микрометрический винт 7 необходимо выкрутить на максимальное расстояние от измеряемого объекта и после этого снижать обороты топливного насоса.

Устройство для измерения линейного перемещения, содержащее подпружиненный измерительный шток, связываемый в процессе измерения с контролируемым объектом, отличающееся тем, что подпружиненный измерительный шток, расположенный внутри переходной втулки, содержащей отверстие, закрытое винтом, свободным концом взаимодействует с микрометрическим винтом, установленным в диэлектрическом переходнике, жестко связанном с переходной втулкой, при этом микрометрический винт через источник тока и сигнальную лампу электрически соединен с переходной втулкой.