Датчик линейных перемещений подрессоренной массы
Владельцы патента RU 2382983:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к методам стендовых и естественных испытаний подвески автомобиля, и может быть использовано, в частности, для диагностики осей автомобилей в условиях автосервиса. Технический результат: расширение диапазона условий испытаний, повышение достоверности получаемых результатов при относительной простоте конструкции и снижении затрат на испытания. Сущность: датчик содержит магнитную головку, носитель кодовой информации в виде плоской магнитной ленты, колебательный контур, подпружиненный в опорах корпуса с предотвращением угла поворота относительно корпуса. Внутри контура расположен свободно вращающийся инерционный диск, приводимый в движение сжатым воздухом. Магнитная лента с нанесенными на ней рисками закреплена на наружной поверхности контура и имеет возможность перемещения относительно магнитной головки, смонтированной на корпусе, которая через усилитель и аналого-цифровой преобразователь подключена к компьютеру. 3 ил.
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к методам стендовых и естественных испытаний подвески автомобиля, и может быть использовано, в частности, для диагностики осей автомобилей в условиях автосервиса.
Известен датчик линейных перемещений (RU 2119642. G01B 7/00, G01D 5/20). Изобретение предназначено для преобразования линейного перемещения в пропорциональное ему напряжение. Датчик содержит информационную линейку с рабочей обмоткой. Активные стороны рабочей обмотки расположены вдоль оси перемещения. Результирующее количество проводников активных сторон рабочей обмотки пропорционально расстоянию от начала отсчета до середины перемещающегося вдоль нее магнитопровода. Магнитопровод перемещается по неподвижным направляющим, которые служат одновременно одновитковой обмоткой съема информации о положении подвижного магнитопровода вдоль информационной линейки.
Недостатком указанного устройства является низкая точность измерений, сложность адаптации конструкции к условиям работы подвески.
Известен индукционный датчик линейных перемещений (RU 2023234. G01B 7/00). Датчик содержит S-образный магнитопровод, размещенные на его коленах секции обмотки возбуждения, соединенные параллельно и установленные с возможностью совместного линейного перемещения вдоль соответствующего свободного конца магнитопровода пару секций измерительной катушки, связываемых в процессе измерения с контролируемым объектом. Дополнительный магнитопровод прикреплен одним из своих колен к колену основного. На общем их колене размещена дополнительная секция обмотки возбуждения, соединенная последовательно с основной секцией, а на втором колене размещена вторая дополнительная секция обмотки возбуждения, подключенная параллельно второй основной секции обмотки возбуждения. Пара секций дополнительной измерительной катушки связываются кинематически со вторым контролируемым объектом.
Недостатком данного устройства является сложность в изготовлении и высокая себестоимость.
Известен датчик линейных перемещений (RU 2138774. G01B 7/00, G01D 5/20). Датчик представляет собой магнитный усилитель с магнитопроводом в виде Ф-образной рамки. На боковых стержнях верхнего и нижнего окон магнитопровода магнитного усилителя расположены две двухсекционные обмотки переменного тока. К трем другим стержням по обе стороны магнитного усилителя присоединены шесть параллельных стержневых магнитопроводов, на четырех крайних из которых расположены обмотки возбуждения. Датчик снабжен также четырьмя подвижными сердечниками с измерительными обмотками, расположенными перпендикулярно к магнитопроводам. Обмотки возбуждения, расположенные с разных сторон магнитного усилителя, образуют пары. В каждой паре обмотки возбуждения включены встречно между собой. А обе пары обмоток включены параллельно. Измерительные обмотки могут быть включены по мостовой схеме измерения. Датчик линейных перемещений позволяет одновременно измерять линейное перемещение и скорость четырех контролируемых объектов.
Из недостатков данного устройства можно выделить следующее: сложность в изготовлении и высокая себестоимость, низкая точность измерений.
Наиболее близким к заявляемому относится датчик линейных перемещений (RU 2163004. G01D 5/245, G01B 7/00, прототип). Датчик содержит носитель кодовой информации в виде плоской обмотки, подключенной к генератору высокой частоты, считывающую магнитную головку с немагнитным зазором, установленную с возможностью перемещения параллельно носителю кодовой информации. Токопроводящие части рабочей зоны плоской обмотки расположены перпендикулярно перемещению считывающей магнитной головки с немагнитным зазором. Носитель кодовой информации выполнен в виде меандра с шагом d. В направлении, перпендикулярном перемещению считывающей магнитной головки, расположены поочередно токопроводящие части, изготовленные из магнитного и немагнитного материалов. Ось немагнитного зазора считывающей магнитной головки расположена параллельно осям токопроводящих частей рабочей зоны меандра либо под углом 2-4 градуса к ним. За счет увеличения градиента магнитного поля носителя кодовой информации повышается точность и информационная надежность датчика.
К недостаткам прототипа относятся ограничение диапазона условий испытаний, повышенные требования к точности изготовления при высокой стоимости, а также сложность применения данной конструкции при определении перемещений подрессоренной массы автомобиля.
В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в расширении диапазона условий испытаний, в повышении достоверности получаемых результатов за счет адаптации конструкции датчика к испытаниям подрессоренной массы, например подвески транспортного средства, при относительной простоте конструкции и снижении затрат на испытания.
Поставленная техническая задача решается тем, что датчик линейных перемещений подрессоренной массы, содержащий корпус, магнитную головку, носитель кодовой информации в виде плоской магнитной ленты, согласно изобретению снабжен колебательным контуром, подпружиненным в опорах корпуса с предотвращением угла поворота относительно корпуса, внутри колебательного контура расположен свободно вращающийся инерционный диск, приводимый в движение сжатым воздухом, при этом магнитная лента с нанесенными на ней рисками закреплена на наружной поверхности колебательного контура так, что имеет возможность перемещения относительно магнитной головки, смонтированной на корпусе, которая через усилитель и аналого-цифровой преобразователь подключена к компьютеру.
Особенность заявленного датчика в том, что он позволяет увеличить диапазон условий испытания подрессоренной массы, например, подвески транспортного средства на стендовых или естественных (дорожных) испытаниях за счет установки в конструкции датчика свободно вращающегося инерционного датчика и исходя из способа его крепления на автомобиле, что позволяет получать более точные результаты измерений, приближенные к данным реальных нагрузок. Благодаря использованию инерции диска, который всегда занимает горизонтальное положение, появляется возможность оценить не только вертикальные, но и угловые перемещения подрессоренной массы (кузова) в проекции на вертикальную ось, и все это при относительной простоте конструкции и небольших затратах.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема датчика, на фиг.2 - вид по А-А фиг.1, на фиг.3 - расположение датчика на кузове автомобиля.
Датчик линейных перемещений подрессоренной массы содержит корпус 1, подпружиненный контур 2, внутри которого расположен свободно вращающийся инерционный диск 3. На корпусе 1 смонтирована магнитная головка 4, а на подпружиненном контуре 2 - носитель кодовой информации в виде плоской магнитной ленты 5 с нанесенными на ней рисками. Колебательный контур с двух сторон снабжен пружинами 6 в опорах 7 корпуса. Во избежание механических повреждений магнитной головки и магнитной ленты между лентой и наружной поверхностью колебательного контура может быть закреплена поролоновая подложка 8. Для предотвращения поворота подпружиненного контура 2 и, как следствие этого, потери контакта между магнитной лентой и магнитофонной головкой в контуре предусмотрен паз 9 (сеч. А-А, фиг.2), в который заведен выступ 10, выполненный в опоре 10 корпуса 1.
Датчик работает следующим образом.
После закрепления корпуса 1 датчика линейных перемещений подрессоренной массы на кузове транспортного средства (подрессоренная масса) 11 и его подключения к электронной аппаратуре 12, 13, 14 на инерционный диск 3 через штуцер 15 подают струю сжатого воздуха. После того как инерционный диск получил устойчивое вращение, транспортное средство начинает движение. При движении автомобиля по неровностям колесо 16 (неподрессоренная масса) совершает вертикальные колебания, подрессоренная масса (кузов 11) также начинает колебаться. Эти колебания передаются на корпус 1 и инерционный диск 3. Вращающийся инерционный диск 3 начинает колебаться, передавая колебания подпружиненному контуру 2. Магнитная лента 5 с нанесенными на ней рисками, жестко закрепленная на колебательном контуре 2, также совершает колебания. Магнитная головка 4 фиксирует количество рисок, которые проходят через центр контакта магнитная головка - магнитная лента. Сигнал от магнитной головки проходит через усилитель 12 и поступает в аналого-цифровой преобразователь 13. Затем полученные данные поступают в компьютер 14. Величина линейных перемещений пропорциональна количеству рисок, фиксируемых аппаратурой 12, 13, 14.
Благодаря использованию вращающегося инерционного диска, всегда занимающего горизонтальное положение, датчик позволяет получать более точные результаты измерений, приближенные к данным реальных нагрузок, появляется возможность оценить не только вертикальные, но и угловые перемещения подрессоренной массы (кузова) в проекции на вертикальную ось.
Так, при относительной простоте конструкции и небольших затратах предлагаемый датчик линейных перемещений позволяет получать достоверные данные с высокой степенью точности, несмотря на значительный диапазон измерений, как при стендовых, так и при дорожных испытаниях.
Изобретение относится к методам стендовых и естественных испытаний подвески автомобиля и может быть использовано, в частности, для диагностики осей автомобиля в условиях автосервиса.
Датчик линейных перемещений подрессоренной массы, содержащий корпус, магнитную головку, носитель кодовой информации в виде плоской магнитной ленты, отличающийся тем, что он снабжен колебательным контуром, подпружиненным в опорах корпуса с предотвращением угла поворота относительно корпуса, внутри колебательного контура расположен свободно вращающийся инерционный диск, приводимый в движение сжатым воздухом, при этом магнитная лента с нанесенными на ней рисками закреплена на наружной поверхности колебательного контура так, что имеет возможность перемещения относительно магнитной головки, смонтированной на корпусе, которая через усилитель и аналого-цифровой преобразователь подключена к компьютеру.
