Способ измерения угла и устройство для его осуществления



Способ измерения угла и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2480707:

Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговая Компания ТЕХНОПАРК 21" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угла поворота вала в системах координатного позиционирования инструмента станков с числовым программным управлением, в датчиках абсолютного положения перемещающихся или вращающихся объектов. Сущность: регистрируют с помощью первого датчика положение первичного вала, вращательное движение которого взаимосвязано с вращением вторичного вала. Регистрируют с помощью второго датчика соответствующее угловое положение вторичного вала. Вычисляют значение угла поворота первичного вала. Устройство для измерения угла содержит первичный вал, соединенный с первым зубчатым колесом и первым датчиком, вторичный вал, соединенный со вторым зубчатым колесом и вторым датчиком. Выходы первого и второго датчиков подключены к вычислительному устройству. Технический результат: повышение точности работы, упрощение конструкции. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано: в системах координатного позиционирования инструмента станков с числовым программным управлением (ЧПУ), в датчиках абсолютного положения перемещающихся или вращающихся объектов.

Известен способ механической редукции числа оборотов вала в преобразователях угловых величин [1]. Суть этого способа заключается в том, что с помощью зубчатой или фрикционной связи двух и более валов изменяется число оборотов и фаза угла ведомых валов по отношению к ведущему (механическая редукция). Это позволяет создавать преобразователи с системами грубого и точного отсчетов, что повышает точность преобразования. Однако точность их не велика, так как много подвижных и трущихся частей, много ступеней редукции, велика степень редукции (передаточное число) на диапазон преобразования, велика масса и габариты.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ коррекции угловой погрешности датчика углового положения [2], который позволяет практически полностью компенсировать угловую погрешность датчика абсолютного углового положения за счет того, что датчик углового положения представляет собой датчик абсолютного углового положения, при этом сначала по меньшей мере за один полный оборот первого вала регистрируют соответствующее угловое положение второго вала и на основании полученных измеренных значений определяют соответствующее угловое положение первого вала, после чего соответствующее выходное значение датчика абсолютного углового положения сравнивают с соответствующим угловым положением первого вала, сохраняя значение полученного в результате этого сравнения рассогласования, и затем каждое из рассчитываемых соответствующих выходных значений датчика абсолютного углового положения корректируют на соответствующее сохраненное значение.

Недостатком способа-прототипа является итерационный процесс компенсации погрешности взаимного углового положения валов, диапазон преобразования ограничен одним оборотом первичного вала.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство измерения угла, содержащее первичный и вторичный валы, первое зубчатое колесо, соединенное с первичным валом, первый и второй датчики [3].

Недостатком устройства-прототипа является то, что диапазон преобразования ограничен одним оборотом первичного вала.

Задача изобретения - повышение точности работы, упрощение конструкции.

Поставленная задача достигается тем, что в способе измерения угла, включающем операции регистрации с помощью первого датчика положения первичного вала, вращательное движение которого взаимосвязано с вращением вторичного вала, операции регистрации с помощью второго датчика соответствующего углового положения вторичного вала, производят расчеты в вычислительном устройстве, согласно изобретению выбирают количество зубьев первого зубчатого колеса, соединенного с первичным валом, z1, количество зубьев второго зубчатого колеса, соединенного со вторичным валом, z2, причем число зубьев второго колеса z2=z1+1, производят преобразование угла поворота первичного вала в пределах полного оборота, получая отставание вторичного вала на угол далее производят вычисление значения угла поворота первичного вала по формуле

где

φ∑ - полный угол поворота первичного вала,

φ1 - отсчетный угол первого датчика угла,

φ2 - отсчетный угол второго датчика угла.

Поставленная задача достигается также тем, что в устройство измерения угла, содержащее первичный вал, соединенный с первым зубчатым колесом с числом зубьев z1 и первым датчиком, вторичный вал со вторым датчиком, согласно изобретению дополнительно введено второе зубчатое колесо с числом зубьев z2, соединенное со вторичным валом, вычислительное устройство, к которому подключены выходы первого и второго датчиков, причем число зубьев второго колеса z2=z1+1, разрешающая способность по углу определяется разрешающей способностью первого датчика, а диапазон измеряемых углов определяется соотношением

где m - число полных оборотов первичного вала на весь диапазон преобразования.

Достигаемым техническим результатом предлагаемого решения является возможность вычисления полного угла поворота первичного вала по значениям отсчитанных значений углов поворота двух датчиков, связанных зубчатой передачей с малым передаточным соотношением, что упрощает конструкцию устройства и повышает его надежность.

На фигуре приведена схема предлагаемого устройства для осуществления способа измерения угла. Устройство для измерения угла содержит первичный вал 1, соединенный с первым зубчатым колесом 2 и первым датчиком преобразования угла в цифровой код 5. Зубчатое колесо 4 соединено вторичным валом 3 со вторым датчиком преобразования угла в цифровой код 6. Выходы датчиков преобразования угла в код соединены со входами вычислительного устройства 7.

Устройство для осуществления способа включает первичный вал 1, соединенный с первым зубчатым колесом 2 с числом зубьев z1 и первым датчиком угла 5, вторичный вал 3, соединенный со вторым зубчатым колесом 4 с числом зубьев z2 и вторым датчиком угла 6, а выходы датчиков угла подключены к вычислительному устройству 7, пересчитывающему показания датчиков в значение абсолютного угла.

За счет того, что используется малое замедление редуктора, которое определяется величиной где z2=z1+1, достигается упрощение конструкции редуктора и уменьшение погрешности преобразования. При этом разрешающая способность по углу определяется разрешающей способностью первого датчика угла, а диапазон измеряемых углов определяется соотношением где m - число полных оборотов первичного вала на весь диапазон преобразования.

Измерение абсолютного значения угла поворота первичного вала осуществляется следующим образом. Первый датчик угла 5 преобразует угол поворота первичного вала 1 в пределах полного оборота. При этом вторичный вал 3 поворачивается с отставанием на угол За m оборотов первичного вала отставание вторичного вала составит 360°, оставаясь однозначно связанным с углом поворота первичного вала. Тогда вычисленное значение угла поворота первичного вала будет определяться соотношением

где

φ∑ - полный угол поворота первичного вала 1;

φ1 - отсчетный угол первого датчика угла 5;

φ2 - отсчетный угол второго датчика угла 6.

Источники информации

1. Справочник конструктора РЭА, под редакцией Варламова Р.Г. "Радио и связь", М.: 1985.

2. Патент РФ №2246020, F02D 41/00, опубл. 10.02.2005 г.

3. Патент JP 5203442, F02P 15/00, опубл. 10.08.1993 г.

1. Способ измерения угла, включающий операции регистрации с помощью первого датчика положения первичного вала, вращательное движение которого взаимосвязано с вращением вторичного вала, операции регистрации с помощью второго датчика соответствующего углового положения вторичного вала, произведение расчетов в вычислительном устройстве, отличающийся тем, что выбирают количество зубьев первого зубчатого колеса, соединенного с первичным валом, z1, количество зубьев второго зубчатого колеса, соединенного со вторичным валом, z2, причем число зубьев второго колеса z2=z1+1, производят преобразование угла поворота первичного вала в пределах полного оборота, получая отставание вторичного вала на угол , производят вычисление значения угла поворота первичного вала по формуле

где φ∑ - полный угол поворота первичного вала,
φ1 - отсчетный угол первого датчика,
φ2 - отсчетный угол второго датчика.

2. Устройство измерения угла, содержащее первичный вал, соединенный с первым зубчатым колесом с числом зубьев z1 и первым датчиком, вторичный вал со вторым датчиком, отличающееся тем, что дополнительно введено второе зубчатое колесо с числом зубьев z2, соединенное со вторичным валом, вычислительное устройство, к которому подключены выходы первого и второго датчиков, причем число зубьев второго колеса z2=z1+1, разрешающая способность по углу определяется разрешающей способностью первого датчика, а диапазон измеряемых углов определяется соотношением

где m - число полных оборотов первичного вала на весь диапазон преобразования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения и контроля диаметров отверстий, конусов и канавок. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве. .
Изобретение относится к измерительным инструментам и может быть использовано для поверки как угловых, так и линейных размеров. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве. .

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для контроля несоосности и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения несоосности цилиндрических поверхностей, в частности шеек осей колесных пар подвижного железнодорожного состава после ремонта на заводе или в депо.

Изобретение относится к диагностическим приборам, определяющим техническое состояние узлов общего машиностроения. .

Изобретение относится к неразрушаемому контролю и может быть использовано для определения точек контакта шарика с ободом шарикоподшипника и вычисления угла контакта шарикоподшипника.

Изобретение относится к измерительной технике, преимущественно для измерения деталей типа вилок и корпусов. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам для измерения ширины и отклонения расположения паза относительно оси несопряженного с ним отверстия

Изобретение относится к области вооружения, а именно к ракетной технике, в частности к ракетам, регулярно вращающимся по углу крена, например со стартом из ствольной установки

Группа изобретений относится к способам и устройствам для установки заданного взаимного положения стволов и визирных каналов наведения этих стволов. Сущность: наводят базовую ось на первую метку с помощью первого визирного устройства и фиксируют ее в пространстве. Сопрягают устанавливаемое изделие со вторым визирным каналом путем его ввода в канал изделия. Наводят второй визирный канал путем поворота изделия на соседнюю с первой удаленную метку, установленную с учетом параллакса. Разворачивают второй визирный канал вокруг его продольной оси на полуокружность. При этом после наведения второго визирного канала на вторую удаленную метку путем поворота изделия в пространстве измеряют угловые положения изделия в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Запоминают полученные значения. После разворота второго визирного канала на полуокружность вокруг его продольной оси путем поворота изделия в пространстве повторно наводят второй визирный канал на вторую удаленную метку. Измеряют угловые положения изделия в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Вычисляют средние значения угловых положений изделия в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Определяют углы рассогласования между текущим и средним положением изделия в горизонтальной и вертикальной плоскостях. После этого поворачивают изделие в горизонтальной и вертикальной плоскостях на указанные углы рассогласования. Устройство для наведения оси длинномерного изделия содержит пульт управления наведением, визирный канал с приводом вертикального наведения, привод горизонтального наведения визирного канала, привод вертикального и горизонтального наведения изделия, блок вертикального рассогласования, блок горизонтального рассогласования, датчик угла вертикального наведения, датчик угла горизонтального наведения, четыре запоминающих устройства, два двухканальных коммутатора, два сумматора, два блока деления, четыре блока вычитания. Технический результат: уменьшение ошибки выверки, связанной с несоосностью корпуса и телекамеры прибора. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения ширины и отклонения расположения паза, выполненного на торце вала. Корпус с отсчетной головкой и двумя установочными пальцами устанавливают на торец вала, размещая упомянутые пальцы в измеряемом пазу и обеспечивая контакт измерительного щупа с наружной цилиндрической поверхностью в первой ее точке. Выверяют взаимное угловое положение корпуса и вала путем возвратно-поворотных движений корпуса, добиваясь касания установочных пальцев с первой боковой поверхностью измеряемого паза, расположенной с первой точкой касания измерительною щупа по одну сторону от оси упомянутого паза. Снимают первый отсчет. Смещают корпус по торцу вала в направлении ширины измеряемого паза до касания установочных пальцев со второй боковой поверхностью упомянутого паза. Снимают второй отсчет. Переустанавливают с поворотом на 180° корпус, добиваясь касания измерительного щупа с наружной цилиндрической поверхностью вала во второй точке, расположенной диаметрально противоположно ее первой точке. Повторяют выверку взаимного углового положения, добиваясь касания установочных пальцев со второй боковой поверхностью измеряемого паза. Снимают третий отсчет. Определяют ширину измеряемого паза по разнице первых двух отсчетов и с учетом диаметра установочных пальцев, а отклонение от симметричности - по полуразнице первого и третьего отсчетов. Технический результат: измерение параметров паза, расположенного на торце вала. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении. Сущность способа заключается в том, что измеритель, например штангенциркуль, измерительными ножками устанавливают на одни поверхности валов (или вала-отверстия), затем переставляют штангенциркуль измерительными ножками на противоположные поверхности (стороны) валов (или вала-отверстия) и алгебраически суммируют известным методом первые показания измерителя со вторыми показаниями, после чего получают удвоенную величину несоосности. Вводят корректирующую величину, равную сумме радиусов валов (или вала-отверстия), известным способом, устанавливают измерительные ножки на максимально удаленные поверхности валов, например, в вертикальном положении и определяют вертикальную несоосность, поворачивают штангенциркуль между этими поверхностями, определяют экстремальную несоосность, а в горизонтальном положении - горизонтальную несоосность. Через заданное время работы механизма, а также через заданный пробег подвижного состава осуществляют повторные измерения несоосности в одном пространственном положении измеряемых поверхностей и по разнице первого и повторных замеров определяют суммарную величину износа отверстия, подшипника и вала. Технический результат заключается в упрощении процесса измерения несоосности и обеспечении возможности проведения измерений в труднодоступных местах. 3 ил.

Изобретение касается устройства для определения углового положения установленной в компрессоре поворотной вокруг своей продольной оси направляющей лопатки компрессора, для которой предусмотрена синхронно вращающаяся с ней гладкая измерительная поверхность. Угловое положение вращающейся вокруг своей продольной оси направляющей лопатки компрессора определяется посредством устройства полуавтоматически. Для этого это устройство включает в себя по меньшей мере одно фиксирующее устройство, которое предусмотрено для осуществляемого в заданном положении временного крепления устройства на компрессоре, и блок измерения, который включает в себя угловое измерительное устройство, снабженное вращающейся пластиной, обладающей возможностью вращения вокруг оси вращения, на которой предусмотрен перпендикулярно выступающий, распространяющийся параллельно оси вращения измерительный рычаг для плоскостного приложения его свободного гладкого конца к измерительной поверхности. Изобретение направлено на обеспечение возможности надежной, простой, а также практически безошибочной регистрации угловых положений при одновременной нечувствительности устройства к повреждениям. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению сварочной порошковой проволоки. Может использоваться при производстве любых видов порошковых проволок. Готовят шихту для порошковой проволоки путем сушки и просева каждого компонента через сито № 0315 или № 02, дозировки компонентов и их перемешивания. Определяют угол естественного откоса полученной шихты при помощи воронки, выполненной из нержавеющей немагнитной стали с конусностью в пределах 9÷22° и полировкой внутренней поверхности Ra в пределах 0,01÷0,16 мкм, сравнивают его с эталонным углом естественного откоса и проводят корректировку угла естественного откоса шихты, изменяя гранулометрический состав компонентов шихты. Каждый компонент предварительно рассеивают и определяют угол естественного откоса каждой фракции всех компонентов, при угле естественного откоса, превышающем верхний предел эталонного угла, удаляют мелкие и добавляют крупные фракции компонентов, а при угле естественного откоса меньше нижнего предела эталонного угла удаляют крупные и добавляют мелкие фракции компонентов. Устройство для определения угла естественного откоса порошковых материалов включает основание (1), средство перемещения воронки (2), выполненное в виде направляющих стоек (4) для перемещения воронки (2), кольца (5), соединенного со стойками, и средство измерения высоты подъема воронки (2), выполненное в виде измерительной шкалы 8, установленной на основании (1) и снабженной подвижной нониусной шкалой 9, соединенной с кольцом воронку (2), выполненную с конусностью в пределах 9÷22°, плоский диск (3). При этом воронка 2 и плоский диск 3 выполнены с полировкой рабочих поверхностей в пределах Ra 0,01÷0,16 мкм. Обеспечивается повышение качества шихты порошковой проволоки и повышение точности определения угла естественного откоса порошковых материалов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для ограничения разворота статора цифрового преобразователя круговых перемещений при его контроле или использовании в станках и приборах. Устройство для ограничения разворота статора цифрового преобразователя круговых перемещений содержит основание с направляющей поступательного перемещения стойки, которая своей плоской рабочей поверхностью пружинами растяжения замыкается на два сферических наконечника, установленных на концах звена, закрепленного на статоре преобразователя, вал которого соединен глухой муфтой с валом исполнительного или исследуемого изделия. Устройство обеспечивает корпусу преобразователя пять степеней подвижности, кроме поворота вокруг оси собственного вала. Технический результат - повышение точности работы и упрощение конструкции устройства. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для измерения ширины и отклонения расположения паза относительно оси не сопряженного с ним отверстия. Устройство содержит наклонный корпус с двумя центрирующими пальцами, шток, установленный в наклонном корпусе с возможностью поступательного движения и возвратно-поворотных движений вокруг своей продольной оси, измерительный щуп, жестко закрепленный на штоке, установочную призму с рабочими поверхностями, закрепленную на наклонном корпусе и расположенную своей биссекторной плоскостью перпендикулярно к линии, соединяющей центры поперечных сечений центрирующих пальцев, и равноудалено от упомянутых центров, и отсчетный узел, установленный на наклонном корпусе с возможностью взаимодействия своим измерительным наконечником со штоком. При этом установочная призма выполнена и размещена с возможностью центрирования по ее рабочим поверхностям боковой шарообразной поверхности измерительного щупа. А шток размещен с возможностью поступательного движения в направлении, параллельном линии, соединяющей центры поперечных сечений центрирующих пальцев и касания упомянутой поверхности измерительного щупа с боковыми поверхностями паза в их крайних в направлении глубины паза точках. Технический результат - повышение точности и возможность измерения параметров паза, не сопряженного с отверстием детали. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для ограничения разворота корпуса преобразователя круговых вращений вала в код при его контроле или использовании в станках и приборах. Устройство содержит основание с закрепленной на нем упругой направляющей вращения рычага, который пружинами растяжения замыкается на два сферических наконечника, установленных на концах звена, закрепленного на корпусе преобразователя, вал которого соединен глухой муфтой с валом исполнительного или исследуемого изделия. Устройство обеспечивает корпусу преобразователя пять степеней подвижности кроме поворота вокруг оси собственного вала. Технический результат - повышение точности работы и упрощение конструкции устройства для ограничения поворота корпуса преобразователя поворота вала в код. 1 ил.
Наверх