Датчик линейных перемещений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социапистическик

Республнк

<1>847011 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 100278 (21) 2576161/18-10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 150781, Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 1507 81 (51)AA. Кл.

G 01 В 7/30

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. а.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ï, Куршин и Ю.В. Столяр (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ.Изобретение относится к технике измерений, в частности к измерению линейных перемещений, скоростей.

Известен датчик линейных перемещений, содержащий систему электромагнитных катушек, укрепленных на стволе, соединенных последовательно, и сильный магнит в поршне. При движении поршня внутри ствола в катушках возникает электродвижущая сила, регистрируемая осциллографом (1), Однако данный датчик не обеспечивает высокой точности измерения линейных перемещений объекта.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик, содержащий подвижный контакт и контактную плату, на контактной поверхности которой участки из токопроводящего материала чередуются с участками из электроизолирующего материала, причем проводящие участки последовательно соединяются друг с другом через резисторы. Ширина подвижного контакта в известном датчике превышает ширину непроводящего участка на контактной поверх. ности (2), У известного датчика величина выходного сигнала пропорциональна величине измеряемого перемещения, что ограничивает диапазон измеряемых перемещений с заданной точностью.

В этом случае незначительному перемещению объекта, определяемому заданной точностью. измерений, должно соответствовать изменение сигнала датчика, которое не должно быть меньше некоторой величины, определяемой свойствами регистрирующего устройства.

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых перемещений и упрощение конструкции датчика.

Укаэанная цель достигается тем, что в датчике линейных перемещений контактная плата выполнена в виде рейки из токопроводящего материала с поперечными пазами, заполненными

20 электроизолирующим материалом, при этом ширина подвижного контакта датчика меньше ширины поперечного паза.

На фиг. 1 схематически изображено устройство, в составе которого описываемый датчик может использоваться для измерения линейных перемещений и скоростей движения объекта в случае, когда объект изменяет направление и скорость движения; на фиг. 2 — кривые, записанные на

847011 ленте осциллографа в частном случае перемещения объекта.

Устройство содержит потенциометрический датчик 1, описываемый дискретный датчик,2, подвижный контакт 3, жестко связанный с перемещающимся объектом 4, шлейфовый осциллограф 5. Чувствительный элемент датчика 2 выполнен ь виде рейки 6 из токопроводящего материала с поперечными пазами калиброванной ширины на контактной поверхности, которые расположены на калиброванных расстояниях друг от друга и заполнены электроизолятором 7, Протяженность участков рейки ь Н„ определяется с необходимой точностью инструментальным измерением.

При движении объекта контакт 3 перемещается по чувствительным элементам датчиков 1 и 2, а на светочувствительной ленте 8 (фиг. 2) осциллографа 5 записываются отметки времени, кривая 9 показаний датчика

1 и система прямоугольных импульсoB

10 от датчика 2. Каждому из импульсов соответствует определенный участок рейки датчика 2.

Кривая 9 позволяет установить направление движения, моменты начала и прекращения движения объекта и дает качественную картину динамики движения, об изменении скорости движения можно судить по изменению наклона касательной к кривой 9. Средняя скорость движения объекта на каждом из i-тых участков определяется по формуле

ЬН„

Ч„ где ̈́— ширина i-того участка рейки датчика 2; время прохождения контак1 том 3 этого участка рейки, Расстояние а S, пройденное объектом за время д t, определяется с помощью соотношения

hS (Н Н ) +ЬН + ьН р где индексй н и k соответствуют номерам участков рейки датчика 2, на которых находился контакт 3 в момент начала и окончания промежутка времени а1, а ьН„, и аН<< части длин участков рейки, пройденные контактом 3 в начале и конце отсчета промежутка времени ь t. Погреш-. ность в определении перемещений и скоростей объекта в данном случае не зависит от класса используемого осциллографа и блоков электропитания, а определяется точностью инструментального измерения участков рей.ки датчика и точностью отметчика времени. Поскольку время и длину

5 участков рейки можно измерять с высокой точностью„- то это определяет высокую точность нахождения величин перемещений и ск.:ростей объекта.

Так как выходной сигнал зпис -;ваемого учаотка имеет вид системы импульсов прямоуголыой формы, амплитуда которых постоянна (не зависит от величины перемещения объекта),то диапазон измеряемых перемещений при ис пользова нии описыв aieMoro датчика ограничивается только размерами самого датчика.

Использование предлагаемого датчика линейных перемещений позволяет расширить диапазон измеряемых перемещений,повысить точность измерения больших перемещений. Испытания описываемого датчика показали, что погрешность определения перемещений поршней мультипликатора давления снизилась более чем на порядок, а скорости — более чем в 3 раза.

Формула изобретения

Датчик линейных перемещений, содержащий подвижный контакт и контактную плату, на контактной поверхности которой участки из токопроводящего материала чередуются с участками из электроизолирующего материала, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых перемещений и упрощения конструкции, контактная плата выполнена в виде рейки из токопро4О водящего материала с поперечными пазами, заполненными электроизолирующим материалом, а ширина подвижного контакта меньше ширины поперечного паза.

45 . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Циклис Д.С., Родина М,Д.

Электромагнитный метод измерения скорости движения поршня в адиабатической установке. Приборы и техника эксперимента, 1968, Р 1, с . 190-191.

2; Агейкин Д.И. и др. Датчики систем автоматического контроля и регулирования. М., Машгиз, 1959, с. 14-15 (прототип) °

847011

М.2

Составитель В. Каминский

Редактор Н. Ромжа Техрец С. Мигунова Корректор В. Бутяга

Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5461/60

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,. 4