Датчик линейных перемещений

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскнк Социапистическик Республнк(22) Заявлено 100278 (21) 2576161/18-10с присоединением заявки Нов(51)м. Кл. 6 01 В 7/30 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.П В, Столяр ршин 1) Заявит ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ 2 величине изме что ограничив перемещений с В этом случае мещению объек данной точнос соответствова датчика, кото ше некоторой свойствами рества, Цель изоб диапазона из упрощение ко е о ньй О е й ретения - расширенимеряемых перемещени инструкции датчика.Укаэанная цель достигается тем,что в датчике линейных перемещенийконтактная плата выполнена в видерейки из токопроводящего материалас поперечными пазами, заполненными 2 О электроизолирующим материалом, приэтом ширина подвижного контакта датчика меньше ширины поперечного паза.На фиг. 1 схематически изображеноустройство, в составе которого описываемый датчик может использоватьсядля измерения линейных перемещенийи скоростей движения объекта вслучае, когда объект изменяетнаправление и скорость движения;на фиг. 2 - кривые, записанные на и 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 11,Однако данный датчик не обеспечивает высокой точности измерения линейных перемещений объекта,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик, содержащий подвижный контак и контактную плату, на контактной поверхности котЬрой участки из токо проводящего материала чередуются с участками из электроизолирующего материала, причем проводящие участк 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 ряемого перемещенияает диапазон измеряезаданной точностьюнезначительному перта, определяемому зтью измерений, должть изменение сигналрое не должно бытьвеличины, определяегистрирующего устроленте осциллографа в частном случаеперемещения объекта.Устройство содержит потенциометрический датчик 1, описываемыйдискретный датчик,2, подвижный контакт 3, жестко связанный с перемещающимся объектом 4, шлейфовый осциллограф 5. Чувствительный элементдатчика 2 выполнен ь виде рейки 6из токопроводящего материала с поперечными пазами калиброванной ширинына контактной поверхности, которыерасположены на калиброванных расстояниях друг от друга и заполненыэлектроизолятором 7,Протяженность участков рейки ь Нопределяется с необходимой точностьюинструментальным измерением,При движении объекта контакт 3перемещается по чувствительным элементам датчиков 1 и 2, а на светочувствительной ленте 8 (фиг. 2)осциллографа 5 записываются отметкивремени, кривая 9 пс(казаний датчика1 и система прямоугольных импульсов10 от датчика 2. Каждому из импульсовсоответствует определенныйучастокрейки датчика 2,Кривая 9 позволяет установитьнаправление движения, моменты начал.и прекращения движения объекта идает качественную картину динамикидвижения, об изменении скорости движения можно судить по изменению наклона касательной к кривой 9. Средняя скорость движения объекта накаждом из 1-тых участков определяетсяпо формулеЬН- угде Н - ширина 1-того участка рейкидатчика 2;Ь 1 - время прохождения контак 1том 3 этого участка рейки.Расстояние а Я, пройденное объектомза время д , определяется с помощьюсоотношенияЬЯ = (Н, - Н, ) +ЬН, + ЬН,где индексй н и 1 соответствуютномерам участков рейки датчика 2,на которых находился контакт 3 вмомент начала и окончания промежуткавремени ь 1, а ЬН, и аН - частидлин участков рейки, пройденныеконтактом 3 в начале и конце отсчета промежутка времени Ь 1. Погреш-.ность в определении перемещений искоростей объекта в данном случаене зависит от класса используемого осциллографа и блоков электропитания, а определяется точностью инструментального измерения участков рей.ки датчика и точностью отметчикавремени. Поскольку время и длину 5 участков рейки можно измерять с высокой точностью. то это определяетвысокую точность нахождения величинперемещений и ск:ростей объекта.Так как выходной сигнал описываемого учаотка имеет вид системы и- пульсов прямоуголыой формы, амплитуда которых постоянна (не зависитот величины перемещения объекта),тодиапазон измеряемых перемещений прииспользовании описываемого датчикаограничивается только размерамисамого датчика.Использование предлагаемого датчика линейных перемещений позволяетрасширить диапазон измеряемых пере- Ю мещений,повысить точность измерениябольших перемещений. Испытания описываемого датчика показали, чтопогрешность определения перемещенийпоршней мультипликатора давленияснизилась более чем на порядок, аскорости - более чем в 3 раза.Формула изобретенияДатчик линейных перемещений, содержащий подвижный контакт и контактную плату, на контактной поверхности которой участки из токопроводящего материала чередуются сучастками из электроизолирующегоматериала, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения диапазона измеряемых перемещений и упрощения конструкции, контактная платавыполнена в виде рейки из токопро 40 водящего материала с поперечнымипазами, заполненными электроизолирующим материалом, а ширина подвижного контакта меньше ширины поперечного паза,45 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Циклис Д,С., Родина М,Д.Электромагнитный метод измеренияскорости движения поршня в адиабатической установке, Приборы итехника эксперимента, 1968,Р 1, с, 190-191.2; Агейкин Д,И, и др. Датчикисистем автоматического контроля ирегулирования, М., Машгиз, 1959,с. 14-15 (прототип)847011 г.2 Составитель В, Каминский Ромжа Техред С. МигуноваКорректутя едакто сноеССР ка лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 61/60 . Тираж 642 ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Ра