Преобразователь относительного перемещения узлов станка

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю 744218 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.03.78 (21) 2613640/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 01 В 7/00;

G 08 С 9/04

Государственный комитет (53) УДК 621.317. .39:531.14 (088.8) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 05.07.80 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ф. И. Коган, Е. А. Кузнецов, Я. Г. Гольдин, И. М. Скигин, Н. М. Суворов и А. Н. Тарасов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

УЗЛОВ СТАНКА

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения относительных перемещений рабочих органов станка, в том числе крупногабаритных.

Известны преобразователи относительного перемещения (линейного или углового), выполненные на базе индуктосинов, достоинством которых является технологичность для массового выпуска и относительно небольшая стоимость по сравнению с другими преобразователями того же класса точности (1).

Известный преобразователь содержит шкалу, составленную из линеек индуктосина, которые уложены вдоль направления измеряемого перемещения. Линейки выполнены в виде металлического бруска, к рабочей поверхности которого приклеена полоса изолятора, фольгированного с одной стороны. Путем травления фольги на рабочей поверхности вдоль линейки получен проводящий П-образный зигзаг, образующий обмотку линейки. Период П-образного зигзага определяет шаг обмотки. Выводы обмоток всех линеек, как правило, соединяются последовательно, хотя возможно и параллельное соединение. Над шкалой размещена головка, изготовленная из того же металла, что и линейки, на рабочей поверхности которой имеется изолятор, фольгированный с одной стороны и с вытравленным на фольге П-образным зигзагом, образующим две (синусную и косинусную) обмотки головки.

Преобразователь может работать как в фазовом, так и в амплитудном режимах. В первом случае при перемещении головки над шкалой изменяется фаза выходного синусоидального сигнала, снимаемого с последовательно соединенных обмоток линеек шкалы, во втором — изменением амплитуд синфазных напряжений питания головки по законам синуса и косинуса добиваются равенства амплитуды выходного синусоидального

15 сигнала, снимаемого с последовательно соединенных обмоток линеек шкалы, заранее заданной величине, например нулю.

Недостатком этого преобразователя является ограниченность его пределов измерения, так как он не может быть использован при измерении перемещений, превышающих 2 — 3 м, либо из-за увеличения полного сопротивления последовательно соединенных обмоток линеек в случае необходимости уве744218

45

$$ личения их числа, т. е. при увеличении длины шкалы, либо из-за увеличения предельных значений тока и напряжения (мошности) в случае параллельного соединения обмоток большого количества линеек шкалы.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является преобразователь относительного перемещения узлов станка, вклto÷æoùèé в себя линейный индуктосин, со.ц ржагций закрепляемые на одном узле станка линейки, образующие шкалу преобразователя, с нанесенными на их лицевых поверхностях в направлении перемещения в один ряд печатными обмотками, выполненными в виде П-образных зигзагов, длинные стороны которых перпендикулярны продольной оси шкалы, и закрепляемук) на другом узле станка головку с двумя печатными обмотками, сдвинутыми одна относительно другой на четверть шага и выполненными в виде П-образных зигзагов, длинные стороны которых параллельны длинным сторонам П-образных зигзагов, длинные стороны которых параллельны длинным сторонам

П-образных зигзагов обмоток линеек шкалы, трансформатор, имеюший первичную и несколько вторичных обмоток (2).

Витки обмоток трансформатора вытянуты в направлении измеряемого перемещения и должны иметь определенную длину.

Благодаря указанному выполнению преобразователя обеспечивается поочередное возбуждение обмоток линеек шкалы не более, чем двух или трех одновременно, вследствие чего шкала преобразователя может содержать неограниченно оольшое количество линеек, а, следовательно, преобразователь позволяет измерять относительные пепемегцения подвижных узлов станка в более широком диапазоне.

Однако конструкция такого преобразователя сложна, особенно в части выполнения трансформатора, а точность ограничена вследствие чувствительности его к поперечным перекосам и наличия некоторой магнитной связи между обмотками трансформатора и индуктосина.

Цель изобретения — упрощение преобразователя и повышение его точности.

Поставленная цель достигается тем, что в известном преобразователе обмотка каждой линейки шкалы разделена по длине на одинаковые секции, первичная обмотка трансформатора нанесена печатным способом на головку преобразователя симметрично относительно ее поперечной оси и выполнена в виде П-образных зигзагов, длин.:.ьiã сгороны которых перпендикулярны длин:.ы: I стг ронам П-образных зигзагов обмок головки и превышают по длине про,з,.нный размер этих обмоток, по крайней на длину,двух секций печатной обки линейки шкалы, вторичные обмотки

":)нсформатора нанесены печатным способом на свободные участки линеек шкалы и расположены под первичной обмоткой трансформатора. Количество вторичных обмоток равно произведению числа секций каждой обмотки линейки шкалы на общее число всех линеек. Выполнены эти обмотки в виде

П-образных зигзагов, длинные стороны которых перпендикулярны длинным сторонам

П-образных зигзагов обмоток линеек, а концы каждой вторичной обмотки трансформатора присоединены к соответствуюшей секции обмотки линейки, образуя с нею замкнутый электрический контур.

На фиг. 1 представлена упрощенная конструктивная схема преобразователя, вид сверху на его шкалу 1; на фиг. 2 — то же, вид снизу на его головку 2.

111кала преобразователя состоит из размещенных в один ряд линеек 3 индуктосина с нанесенными на лицевую поверхность секциями 4 печатных обмоток, выполненных в виде П-образных зигзагов. На головке 2 преобразователя размещены две печатные обмотки 5 (зажимы ЛБ) и 6 (зажимы ВГ) индуктосина, выполненные в виде П-образных зигзагов, длинные стороны которых параллельны длинным сторонам П-образных зигзагов обмоток линеек шкалы. и сдвинутые одна относительно другой на четверть шага обмотки. Первичная обмотка 7 трансформатора нанесена печатным способом на головку 2 преобразователя симметрично относительно ее поперечной оси и выполнена в виде П-образных зигзагов, длинные стороны которых перпендикулярны длинным сторонам зигзагов обмоток головки.

Вторичные обмотки 8 трансформатора нанесены печатным способом на свободные участки линеек шкалы и выполнены в виде

П-образных зигзагов, длинные стороны которых перпендикулярны длинным сторонам зигзагов обмоток линеек. Концы каждой вторичной обмотки 8 трансформатора подсоединены к соответствующей секции 4 обмотки линейки 3 индуктосина, образуя с нею замкнутый электрический контур.

Головка 2 преобразовате.тя размегцена с зазором 9 над его шкалой 1 так, что секции 4 обмоток индуктосина, размешенные на шкале, находятся под обмотками 5 и 6, размещенными на головке, а длинные стороны П-образных зигзагов этих обмоток— взаимно параллельны. При этом вторичные обмотки 8 трансформатора располагаются под его первичной обмоткой 7, а длинные стороны П-образных зигзагов этих обмоток также взаимно параллельны. Благодаря этому сводится к минимуму магнитная связь между обмотками индуктосина и трансформатора.

Преобразователь работает следушим образом.

При подключении однофазного генератора высокой частоты порядка 2 мГц { на чертеже не показан) к первичной обмотке

744218 трансформатора возбуждаются те его вторичные обмотки, которые находятся под головкой преобразователя. В результате, в соответствующих секциях 4 обмоток линеек начинают протекать токи, создаюшие переменное магнитное поле в зазоре 9, взаимодействуюшее с обмотками 5 и 6 индуктосина, размешенными на головке. Вследствие этого на зажимах АБ и ВГ этих обмоток появляются ЭДС, величины которых подлежат дальнейшим преобразованиям в зависимости от того, в каком режиме работает внешняя измерительная схема (в фазовом или амплитудном). Очевидно, что в рабочем состоянии находятся только те секции линейки, которые в процессе перемещения находятся под головкой преобразователя. Причем в рабочее состояние приводится ближайшая секция линейки, находящаяся по ходу движения головки, и одновременно выводится из рабочего состояния ближайшая секция линейки позади головки. Остальные секции линеек, составляющих шкалу, находят- 20 ся в обесточенном состоянии и не влияют на рабочие характеристики устройства, что позволяет увеличить длину измеряемого перемещения до любых размеров и встроить предлагаемое устройство в крчпногабарити ные станки.

Предлагаемый преобразователь обеспечивает упрощение конструкции и повышение точности.

30 формула изобретения

Преобразователь относительного перемешения узлов станка, включающий в себя линейный индуктосин, содержащий закрепляемые на одном узле станка линейки, образующие шкалу преобразователя. с нанесенными на их лицевых поверхностях в направлении перемещения в один ряд печатными обмотками, выполненными в виде П-образных зигзагов, длинные стороны которых перпендикулярны продольной оси шкалы, и закрепляемую на другом узле станка головку с двумя печатными обмотками, сдвинутыми одна относительно другой на четверть шага и выполненными в виде П-образных зигзагов, длинные стороны которых па раллел ьны длинным сторонам П-образных зигзагов обмоток линеек шкалы, и трансформатор, имеющий первичную и несколько вторичных обмоток, orëï÷àþùïéñ÷ тем, что, с целью упро цения преобразователя и повышения его точности, обмотка каждой линейки шкалы разделена по длине на одинаковые секции, первичная обмотка трансформатора нанесена печатным способом на головку преобразователя симметрично относительно ее поперечной оси и выполнена в виде

П-образных зигзагов. длинные стороны которых перпендикулярны длинным сторонам

П-образных зигзагов обмоток головки и превышают по длине Ilðoëoëbíûé размер этих обмоток, по крайней мере, на длину двуx секцг«печатной обмотки линейки шкалы, вторичные обмотки трансформатора нанесены печатным способом на свободные участки линеек шкалы и расположены под первичной обмоткой трансформатора, количество вторичных обмоток равно произведению числа секций каждой onмотки линейки шкалы на обшес число всех линеек, выполнены эти обмотки в виде П-образных зигзагов, длинные стороны которых перпендикулярны длинным сторонам П-образных зигзагов обмоток линеек, а концы каждой вторичной обмотки трансформатора присоединены к соответствующей секции обмотки линейки, образуя с нею замкнутый электрический контур.

Источники «нформац«п, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США ¹ 2799835, кл. 336-123, 1957.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2519249/28, кл. G 01 В 7/00. 1978 (прототип).

744218

Составитель С. Скрипник

Техрсд К. Шифрин Корректор М. темник

Тираж 801 Подписное

Редактор С. Тимохина

Заказ 3781 8

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж -35, Раушская наб., д. 4j5

Филиал Г!Г111 «11атент», г. Ужгород, ул. Г1роектная, 4