Бесконтактный пневматический прибор для измерения перемещений

 

О П И С А Н И Е ()5з4е47

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.07.75 (21) 2157109/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

G 01 В 13/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий (43) Опубликовано05.11.76.Бюллетень № 41 (53) УДК 53.082.32 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 17.01.77 (72) Авторы изобретения В. Я. Рюмкин, П. И. Филиппов и М. Л. Шлейфер (71) 3 (7 ) Заявитель

Особое конструкторское бюро по проектированито средств автоматизации и контроля и электроэрозионного оборудования (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИБОР

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к средствам измерения линейных размеров и может быть применено, например, для контроля положения шлифовального круга в процессе обработки. 5

Известен бесконтактный пневматический прибор для измерения перемещений, содержащий измерительное сопло, задатчик, элемент сравнения измерительного давления и давления задатчика и датчик отрицательной 10 обратной связи, установленный на перемещаемом объекте перед измерительным соплом и связанный с измерительным соплом и задатчиком через элемент сравнения (1), Недостатком этого прибора является т5 повышенная погрешность измерения, связанная с тем, что на регистрирующее устройство подается не измерительное давление, а выходное давление элемента сравнения.

При этом на точность измерения влияют статическая и динамическая погрешности элемента сравнения и нелинейность характеристики и инерционность датчика отрицательной обратной связи. 25

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является бесконтактный пневматический прибор для измерения линейных размеров (перемешений), содержаший измерительное сопло, мембранный пневматический привод сопла, двухпозиционный клапан, сообшаюший в одной из позиций камеру противодавления мембранного привода с источником сжатого газа, и пневматическую систему низкого давления, измеряющую перемещение измерительного сопла.

Недостатками известного прибора являются невысокие точность и производительность измерения.

11ель изобретения — повышение точности и производительности измерений.

Это достигается тем, что предлагаемый прибор снабжен емкостью регулируемого объема, сообщаемой клапаном в другой позиции с приводом.

На чертеже представлена схема предлагаемого прибора при использовании его для контроля перемешения бабки внутришлифо534647

@11 вапьногс станка на этапе чистового шпифования.

Прибор содержит измеритепьную гоповку с измерительным соплом 1, привод сопла в виде сипьфона 2, закрепленного на плоско-пружинном параллепограмме 3, двухпозиционный кпапан 4, датчик давления, состояший из элемента 5 сравнения, задагчика 6 и пневмоэпектропреобразоватепя 7, регистрирующее устройство 8 и емкость 9 ре- Я гулируемого объема.

Заслонка 10 измеригепьного сопла 1 закреплена на бабке 11 изделия внутришпифовального станка, связанной с механизмом поперечной подачи (на чертеже не 35 доказан). Измерительная ветвь 12 соединена с камерой 13 эпеменга 5 сравнения, а зада т чик 6 — с к аме рой 14 э того эпе мента.

Выход элемента 5 связан с пневмоэлекг- + ропреобразователем, который управпяег работой клапана 4. При подаче напряжения на клапан 4 давление питания из источника сжатого газа 15 через соппо 16 подается в камеру сильфона 2.

ЯЬ

При снятии напряжения полость сильфона 2 соединяется с емкостью 9.

Автоматическая настройка прибора на заданный измеригепьный зазор производится в каждом цикле обработки, например, на этапе чернового выхаживания.

При этом на этапе чистового шлифования, в течение которого осуществляется измерение перемещения бабки изделия, измерительные зазоры будут соответствовать выбранному участку пневматической характеристики, независимо or положения бабки изделия, определяемого размером шлифовапьного круга.

Автоматическая настройка прибора осушествляегся следующим образом.

В момент остановки бабки изделия на этапе чернового выхаживания подается ток на пневмоэпекгропреобразователь 7. Так как при этом измерительный зазор меньше заданного (вследствие износа шлифовального круга), то давление в камере 13 элемента 5 сравнения больше давпения в камере 14, соединенной с задагчиком 6. Мембранный блок элемента сравнения находится в нижнем положении, и давпение питания поступает в пневмоэлектропреобразоватепь

7, который при срабатывании включает клапан 4.

При включении клапана давление питания через соппо 16 поступает в камеру 13.

Одновременно с этим давление в емкости

9, равное давлению в сипьфоне до включения клапана, запирается.

Деформируясь под действием давления, сипьфон перемещает соппо 1 в сторону больших измерительных зазоров. При этом измерительное давпение в ветви 12 уменьшается и при давлении, соответствующем настроечному, мембранный блок эпемента сравнения занимает верхнее положение. Камера пневмоэпекгропреобразователя 7 соединяется с атмосферой, и эпектроконтакты последнего размыкаются.

Клапан 4 обесточивается, соппо 16 перекрывается, а емкость 9 соединяется с камерой сипьфона 2.

Воздух из сильфона перетекает в емкость 9, и сопло 1 переМешается в сторону меньших измерительных зазоров до выравнивания давления в сипьфоне и емкости.

Вследствие инерционности пневматики после остановки перемещения измерительного сопла по команде от элемента сравнения измерительное давление продолжает изменяться по экспоненциапьному закону до своего установившегося значения, соответствующего фактической величине измеритепьного зазора. Возникающая при этом динамическая погрешность настройки h 3 опредепяется как разность между настроечным и фактическим измерительными зазорами и может быть вычислена по спедуюшей форле: му

hS=V tи иб ирио где V — скорость изменения измерительного зазора (скорость перемешения сипьфона), приб. — суммарное время запаздывания измерительного давпения и срабатывания элементов схемы прибора.

Обратное перемещение сипьфона вызывает уменьшение измеритепьного зазора и, следовательно, сокрашение времени стабипизации измерительного давления.

Величина обратного перемешения сопла определяется объемом емкости 9 и перепадом давлений в сипьфоне и в емкости в момент отключения клапана 4. Этот перепад давлений зависит как от величины начапьного измерительного зазора, так и or скорости перемещения сильфона.

Применительно к рассматриваемому примеру использования предложенной схемы прибора копебания величины начапьного измерительного зазора сравнитепьно небольшие, гак как в каждом цикле обработки осушествляегся компенсационное перемещение бабки изделия в процессе правки шлифовапьного круга, Оптимальное значение объема емкости 9 с точки зрения минимапьного времени автоматической настройки

534647

UHHHHH Заказ 5548/233 Тираж 864 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 прибора может быть определено аналитически или подобрано опытным путем.

При уменьшении скорости перемещения сильфона с измерительным соплом по мере увеличения давления в сильфоне уменьшается разность между фактическим и настроечным измерительными зазорами. Но при этом уменьшается и обратный ход сильфона и тем самым уменьшается смещение настройки. 10

Формула изобретения

Бесконтактный пневматический прибор для измерения перемещений, содержащий измерительное сопло, пневматический привод сопла, двухпозиционный клапан, сообщающий в одной из позиций привод с источником сжатого газа, H датчик давления, сообщенный с соплом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, o«crrабжен емкостью регу-лируемого объе ла, сообщаемой клапаном в другой позиции с приводом.

Источники информации, принятые ьо ВНггмание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

% 196376, 6 01 В 13/12, 1965 r.

2. Авторское свидетельс гво СССР

% 260187, G 01 В 13/02, 1968 г.