Устройство для измерения перемещений

 

Союз Соввтсиих

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю 887925 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 26.03.80 (2l) 2899583/25 28 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 07.12.81. Бюллетень ла 45

Дата опубликования описания 09.12.S1 (51jNL. Кл..

С 01 B 13/02

Гоэудэрстеенвй кеихтет

СССР ао даяэн изэбретений и втхрыткй (53) УДК 531. .7 17. 1(088.8) (72) АВтор. изобретения

В. Н. Стобецкий (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения больших перемещений.

Известно устройство для измерения перемещений, содержащее неподвижные датчики типа сопло-сопло, расположенный между соплами и установленный с возможностью перемещения нормально их осям экран с рядом огверстий, размер d которых в направлении перемещения экрана равен или больше диаметра тO сопел, и соединенный с выходами датчиков узел отсчета (1g .

Однако разрешающая способность известного устройства не выше размера т5 отверстий s экране и перемычек. между ними, а поскольку число отверстий и соответствующих датчиков ограничено из экономических соображений, чувствительность устройства при измерении больших

20 перемещений невысок а.

Кроме того, при колебаниях экрана вдоль линии измерения с амплитудой, превышающей диаметр сопел, возникают.ложные сигналы, так как с помощью каждого датчика в отдельности нельзя определить направление перемещения.

Цель изобретения — повышение чувствительности и надежности устройства.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено расположенными между датчиками и узлом отсчета осесиммегричным шаговым механизмом с прецессионным движением, содержащим установленные на оси ведущую и ведомые шестерни с разным числом торцовых зубьев и размещенные параллельно оси, воздействующие на ведущую шестерню толкатели, приводимые в движение датчика- ми, расстояние между датчиками равно

3+<4, Где т. -чувствительность устроВства, t =1 - шаг отверстий в экране, тицелое число, включая О, à n .- число датчиков, п-е3, толкатели расположены в той же последовательности, что и црив дяцие их в движение датчики ис 29, при В)п> 3, à =39 при п, 6.

8879

При.перемещении экрана в результате взаимодействия струй датчиков соплосопл6 с перемычками между отверстиями экра на сигналы в каждом иэ и датчиков уст.ройства возникают послецовательно и циклически повторяются. Смена сигнала в цвух соседних цатчиках совершается после каждого перемещения на величину

Р, выбираемую из условия требуемой точности устройства и не зависящую or и числа цатчиков в нем.

Шаг отверстий в экране вцоль направления перемещения g n, размер 4 отверстия в экране равен 2 3 или 38, поэтому всегда на выхоцах не менее, М чем цвух цатчиков устройства сигнал равен 1», а у остальных датчиков равен

0 .

Чтобы последовательность сигналов от датчиков различалась не только пери- 26 одом, но и направлением обхода, число датчиков должно быть не менее трех.

Тогца последовательность сигналов имеет свой знак (1, 2, 3 — при движении экрана в одном направлении и 3, 2, 1 — 25 при цвижении экрана в цругом направлении), что исключает ложные сигналы при возвратно-поступательных движениях экрана.

На фиг. 1 представлена схема устрой- 5в ства; на фиг. 2 — схема расположения тожателей в корпусе устройства (виц А). о

Устройство цля измерения перемещений состоит из трех (и=3) цатчиков 1, 2, 3

35 сопло-сопло, экрана 4 с перемычками 5 и отверстиями 6, которые вместе с датчиками l, 2, 3 расположены вдоль направ-. ления измеряемого перемещения, обозначенного стрелкой. Питание напорных сопел датчиков осуществляется по магистр рали 7. Выхопные каналы 8 цатчиков 1, 2, 3 соединены магистралями 9 с толкателями 10, которые расположены в корпусе 11 по окружности, параллельно друг

45 другу. При перемещении тожатели 10 взаимодействуют с .ведущей шестерней. 12 зубчатой передачи. Шестерня 12 уста-., новлена в корпусе 11 на шарнире 13.

Ведомая шестерня 14 находится в за цеплении с шестерней 12 и установлена

50 так, что ее ось параллельна осям толкателей 10 и проходит через шарнир 13. С шестерней 14 соецинен велик 15, на котором закрепляют либо стрелку, либо сельсин или потенциометр, образующие

55 узел отсчета.

Экран 4 скреплен с обьектом измерения (на чертеже не показан), 4

Чтобы исключить ошибки при измерении перемещения в результате нарушения обкатывания шестерен суммарная сила, действующая со стороны толкателей на вецущую шестерню, не должна быть равна нулю. Кроме того силы.тожателей всегда должны быть приложены по одну сторону от мгновенной оси поворота вецущей шестерни, прохоцящей через ось шарнира перпендикулярно осям толк ателей.

Для уцовлетворения этим требованиям размер ц отверстий в экране не должен быть меньше 28. Тогца цля наиболее неблагоприятного случая (п=3) это условие выполняется, а цля случаев устройства с a r 3 ширина прорези больше 3 позволяет уменьшить сигнал. в единичном датчике или увеличить выхоцной .сигнал на преобразователе.

Устройство работает слецующим образом.

В цвух тожателях сигнал равен 1, а в одном — О . В положении, указанном на чертеже, сигнал 1 - в тожателях

10 датчиков 2, 3, а сигнал О" — в толкателях 10 датчика 1. При перемещении экрана 4 в направлении стрелки сигнал

"О последовательно образуется в толкателях IO датчиков 3, 2, 1 (послецовательность 3, 2,. 1). При перемещении

6л экрана 4 в направлении, противоположном стрелке, сигнал О" в толкателях изменяется в обратной последовательности (1, 2, 3).

Шестерни 12 и 14 имеют торцы, зубья числом 2„и 7., незначительно (на одинцва зуба) отличаются друг от цруга, что обеспечивает вращение ведомой шестерни

14 при прецессионном движении шестерни и обкатывании по шестерне 12 поц действием тожателей 10 датчиков 1, 2,3.

При этом зона зацепления зубчатых колес перемещается вцоль целительной окружности шестерни 14. За один оборат шестерни 12 шестерня 14 повернется на

yroa, реонмо 360 . - а-» . Лнн ааааа необходимо срабатыванйе всех и толкателей, поэтому минимальный угой поворота преобразователя, соответствующий срабатыванию одного толкателя и характеризующий чувствительность устройства, равен

S60 . — е — а . Имен ноемамнасео сна 2, a.- и боцно назначать циаметр сопел, числа е и устройства можно получить весьма высокую чувствительность устройства, а изменяя число в устройстве, можно устройства с различными точностями cot ласовывать со шкалой преобразователей (на чертеже не показаны).

5 88792

Угол поворота валика 15 служит мерой перемещения объекта.

Поскоику размер ц отверстия в экране равен или больше диаметра сопел (диаметра струй), а чувствительность ycw ройства 6 не зависит от числа цатчиков в устройстве, и посжцующий датчик or предыдущего отстоит на расстояние 9+ mt, где m - любое целое, в том числе и отриaaremaoe число, то данное устройство без увеличения числа датчиков и снижения экономичности устройства может иметь весьма высокую точность, à также удобно для конструктивной компоновки, r,е. конструктивно размещаются датчики в последовательности, на обязатеано совпадающей с технологической последовательностью (как должны срабатывать).

Таким образом, данное устройство при ограниченном количестве датчиков благодаря высокой чувствительности дозволяет измерять практически любые большие перемещения с любой точностью и высокой надежностью, поскольку в нем производится распознавание знака перемещения, и исключено образование ложных сигналов.

Формула изобретения

Устройство для измерения перемеще- 50 ний, содержащее неподвижные датчики типа сопло-сопло, расположенный между соплами и установленный с возможностью перемещения нормально их осям экран с рядом отверстий, размер ct которых в направлении перемещения равен или болше диаметра сопел, и соецинейный с выходами цатчиков узел отсчета, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цежю повышения чувствительности и надежности устройства, оно снабжено расположенным между цатчиками и узлом отсчета осесимметричным шаговым механизмом с прецессионным движением, .содержащим установлвнные на оси ведущую и ведомую шестерни с разным числом торцовых зубьев и размещенные параллель о оси, воздействующие на ведущую шестерню, толкатели, приводимые в движение датчиками, расстояние между которыми равно В+ Yht

r ae 6 чувствител ность устройства, t =

О «шаг отверстий в экране, щ - целое число, вклочая О, а и - число, датчиков, лЪЗ, толкатели расположены в той же последовательности, что и приводящие их в движение датчики, аа 2В, при 67nwi 3, а =3, при 5 6.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Елемелэх И. М., Сидоркин Ю. P.

Струйная автоматика, Лениздат, 1972, с. 170, рис. 93 (прототип).