Преобразователь относительного перемещения узлов станка

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 1 744218(53) УДК 621.317. .39:531.14 (088.8) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень24Дата опубликования описания 05.07.80 по делам изобретений и открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ УЗЛОВ СТАНКАИзобретение 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 11.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 после О довательно соединенных обмоток линеек шкалы, во втором - изменением амплитуд синфазных напряжений питания головки по законам синуса и косинуса добиваются равенства амплитуды выходного синусоидального 15сигнала, снимаемого с последовательно соединенных обмоток линеек шкалы, заранее заданной величине, например нулю. Недостатком этого преобразователя является ограниченность его пределов измере 2 о ния, 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 уве 744218личения 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, вклочпющпй в себя линейный индуктосин, со,ц ржащий 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 дру. гом 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 можетсодержать неограниченно оольшое количество линеек, а, следовательно, преобразователь позволяет измерять относительные пепемещения 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, длиные сгороны которых перпендикулярны длиннысторонам П-образных зигзагов обмо, к головки и превышают по длине про,), ьный размер этих обмоток, по крайнейна длину,двух секций печатной оби линейки шкалы, вторичные обмотки " зн .форматора нанесены печатным спосоГоловка 2 преобразователя 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 ге нера. тора высокой частоты порядка 2 мГц (на чертеже не показан) к первичной обмоткетрансформатора возбуждаются те его вторичные обмотки, которые находятся под головкой преобразователя, В результате, в соответствующих секциях 4 обмоток линеек начинают протекать токи, создающие переменное магнитное поле в зазоре 9, взаимо- з действующее с обмотками 5 и 6 индуктосина, размещенными 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 10 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 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 крчпногабарит 25 ные станки.Предлагаемый преобразователь обеспечивает упрощение конструкции и повышение точности.30формула изобретенияПреобразователь относительного перемещения узлов станка, включающий в себя линейный индуктосиц, 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 перпенликулярны продольной оси шкалы, и закрепляемую на другом узле станка головку с двумя печатными обмотками, сдвинутыми одна относительно другой на четверть шага и выполненными в впле П-образных зигзагов, длинные стороны которых параллельны длинным сторонам П-образных зигзагов обмоток линеек шкалы, и трансформатор, имеющий первичную и несколько вторичных обмоток, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя и повышения его точности, обмотка каждой линейки шкалы разделена по длине на одинаковые секции, первичная обмотка трансформа. тора нанесена печатным способом на головку преобразователя симметрично относительно ее поперечной осц и выполнена в виде П-образных зигзагов, длинные стороны которых перпендикулярны длинным сторонам П-образных зигзагов обмоток головки ц превышают по длине пролольный размер этих обмоток, по крайней мере, на длину двух секций печатной обмотки линейки шкалы, вторичные обмотки трацсформатора нанесены печатным способом на свободные участки линеек шкалы и расположены пол 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, ллинные стороны которых перпендикулярны ллцнным 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 ццформапцц,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Хо 2799835, кл. 336-123, 1957.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Хо 2519249/28, кл. б О 1 В 7/00, 1978 (прототип).