Устройство для измерения размеров плоских поверхностей

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >958847 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.02.81 (21) 3243359/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 01 В 7/12

G 01 В 7/32

Гееудерстееиимй кемитет

СССР

Опубликовано 15.09.82. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 25,09.82 (53) УДК 621.317. .39:531.71 (088.8) lo делам иэебретеиий и еткрмтий н Ун (..

I (72) Авторы изобретения

О. В. Белахов, Б, Я. Качанов, В. П. Стрел

Ленинградский завод «Электрик» им. Н. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ

ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности для измерения размеров (длины, ширины или площади) плоских поверхностей произвольной формы.

Известны резистивные датчики перемещения предназначенные для измерения размеров, содержащие омический элемент (рео.хорд) с подвижным контактом, связываемым с контролируемым объектом в процессе измерения (1).

Недостатком их является наличие скользящего контакта.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения размеров плоских поверхностей, содержащее резистивный датчик и измерительную схему, в которую этот датчик включен. Датчик в этом устройстве выполнен в виде проволоки из высокоомного материала, намотанной спиралеобразно на эластичное основание. Витки спирали разрезаны с одной стороны так, чтобы они были не замкнутые между собой.

Сверху над спиралью размещен эластичный токопроводящий материал, имеющий диэлектрическое износостойкое покрытие. Каждый виток спирали подключен с одного конца к измерительной схеме, обеспечивающей измерение сопротивления тех витков, спирали, которые оказываются замкнутыми между собой через токопроводящий материал при прижатии его к соответствующему участку спирали объектом, площадь поверхности которого измеряется (2).

Недостатками датчиков являются ограниченная точность измерений, обусловленная относительно большим шагом навивки высокоомного провода, и возможность измерения с заданной точностью размеров и площади поверхностей, имеющих лишь правильную геометрическую форму.

Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение диапазона конт 5 ролируемых поверхностей, т.е. обеспечение возможности измерения с заданной точностью площади поверхностей произвольной формы.

Эта цель достигается тем, что в устрой2о стве для измерения размеров плоских поверх; костей, содержащем резистивный датчик и измерительную схему, резистивный датчик выполнен в виде плоского П-образного зигзага из высокоомного материала, нанесенного на жесткое диэлектрическое основание, 958847 и размещенной над ним эластичной диэлектрической пленки с прикрепленными к ее поверхности, обращенной к плоскому зигsary, полосками из низкоомного материала, ориентированными параллельно длинным сторонам плоского зигзага.

Шаг укладки полосок из низкоомного материала хотя бы в 2 раза меньше шага укладки зигзага из высокоомного материала.

Измерительная схема может быть выполнена в виде четырехплечего резистивного моста, постоянные резисторы которого размещены на общем основании с высокоомным зигзагом, образуя интегральный резистивный элемент.

На фиг. 1 показан резистивный датчик, продольный разрез; на фиг. 2 — интегральный резистивный элемент устройства для измерения размеров.

Устройство содержит резистивный датчик, выполненный в виде плоского П-образного зигзага 1, нанесенного на жесткое диэлектрическое основание 2, и размещенной над ним эластичной диэлектрической пленки 3, на внутренней поверхности которого, обращенной к плоскому зигзагу, закреплены полоски 4 из низкоомного материала. Эти низкоомные полоски 4 размещены с шагом а, который хотя бы в 2 раза меньше шага d зигзага 1 и расположены параллельна длинным сторонам этого зигзага. На диэлектрическом основании 2 размещены также постоянные резисторы 5 — 7, образующие вместе с плоским зигзагом интегральный резистивный элемент — мостовую измерительную схему, к одной диагонали которой подключается источник питания, а к другой — регистрирующий прибор (на чертеже не показаны). Контролируемый объект 8 размещается в процессе измерения поверх эластичной диэлектрической пленки 3.

Устройство для измерения размеров плоских поверхностей работает следующим образом.

Под действием веса контролируемого объекта 8 происходит упругая деформация диэлектрической пленки 3 на ее участке, соответствующей площади объекта. При этом полоски 4 из низкоомного материала шунтируют соответствующие участки длинных сторон П-образного зигзага 1, изменяя их суммарное сопротивление. Количество шунтированных участков высокоомного зигsara 1 определяется шириной, а длина каждого шунтированного участка определяется длиной контролируемого объекта на этом . участке. В этом случае величина сигнала разбаланса на выходе измерительной схемы будет соответствовать контролируемому размеру поверхности объекта 8. Этот сигнал разбаланса может быть зарегистрирован в световой или печатной форме.

Погрешность измерений не будет превышать 0,5% если сопротивление единицы длины высокоомного зигзага резистивного датчика будет не менее, чем в 200 раз превышать сопротивление единицы длины низкоомных шунтирующих полосок. Для снижения систематической погрешности измерений размеров соотношение длин коротких и длинных сторон П-образного зигзага должно быть менее, чем 0,1.

Благодаря возможности изготовления резистивного датчика с малыми шагами укладки низкоомных и высокоомных полос особенно при интегральном исполнении обеспечивается высокая дискретность измерений и большая точность при измерении площади поверхностей произвольной формы.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения размеров плоских поверхностей, содержащее резистивный датчик и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона контролируемых поверхностей, резистивный датчик выполнен в виде плоского П-образного зигзага из высокоомного материала, зв нанесенного на жесткое диэлектрическое основание, и размещенной над ним эластичной диэлектрической пленки с прикрепленными к ее поверхности, обращенной к плоскому зигзагу, полосками из низкоомного материала, ориентированными параллельно длинз5 ным сторонам плоского зигзага.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шаг укладки полосок из низкоомного материала хотя бы в 2 раза меньше шага укладки зигзага из высокоомного материала.

3. Устройство по пп. 1 и 2,отличающееся тем, что измерительная схема выполнена в виде четырехплечего резистивного моста, постоянные резисторы которого размещены на общем основании с высокоомным зигза45 гом, образуя интегральный резистивный элемент.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 195641, кл. G 01 Р 5/16, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР № 578561, кл. G 01 В 7/12, 1974.

958847

Составитель С. Скрипник

Редактор И. Касарда Техред А. Бойкас Ко р ректор М. Де мч ик

3ак аз 6772/54 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4