Устройство для измерения перемещений

Союз СоввтсиихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 1887925(22) Заявлено 26,03.80 (2 ) 2899583/25-28с присоединением заявки РЙ(51)М. Кл С 01 В 13/02 Гоэударстеехий кеивтет СССР вв дэяэи язэбретений и втхрыткй(54) УСТРОЙСТВО ЙПЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованоцля измерения больших перемещений.Известно устройство для измеренияперемещений, содержащее неподвижныецатчики типа фсопло-сопло, расположен- фный между соплами и установленный свозможностью перемещения нормальноих осям экран с рядом огверстий, размер с которых в направлении переме 1 цения экрана равен или больше диаметра10сопел, и соединенный с выходами цатчиков узел отсчета 13,Однако разрешающая способность известного устройства не выше размера5отверстий в экране и перемычек. междуними, а поскольку число отверстий и соответствующих датчиков ограничено изэкономических соображений, чувствительность устройства при измерении больших20перемещений невысок а.Кроме того, при колебаниях экранавдоль 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 ведушую шестерню толкатели, приводимые в движение цатчика- ми, расстояние между датчиками равно Р+тЬ, Где т. -чувствительность устроВ- ства, С =ъ - шаг отверстий в экране, 1- целое число, включая О, а и,; число датчиков, п.е 3, толкатели расположены в той же последовательности, что и црив цацке их в движение датчики ис 2, при 6)и 3, а =33 прин, 6.38879При. перемещении экрана в результате взаимодействия струй датчиков сопло соплбс перемычками между отверстиями акрана сигналы в каждом иэ н датчиков уст.ройства возникают последовательно ициклически повторяются. Смена сигналав цвух соседних датчиках совершаетсяпосле каждого перемещения на величину, выбираемую из условия требуемойточности устройства и не зависящую от 16числа датчиков в нем.Шаг отверстий в экране вдоль направления перемещения " и, размер 4отверстия в экране равен 2 1 или 36,поэтому всегда на выходах не менее, 33чем двух датчиков устройства сигнал равен 1 йй а у остальных датчиков равен"0",Чтобы последовательность сигналовот датчиков различалась не только периодом, но и направлением обхода, числодатчиков должно быть не менее трех.Тогда последовательность сигналов имеетсвой знак (1, 2, 3 - при движении экрана в одном направлении и 3, 2 й 1 - 23при цвижении экрана в другом направлении), что исключает ложные сигналы нривозвратно-поступательных движениях экрана.На фиг. 1 представлена схема устрой-. увства; на фиг. 2 - схема расположениятожателей в корпусе устройства (вид А).оУстройство для измерения перемещенийсостоит из трех (и=З) датчиков 1, 2, 335сопло-сопло, акрана 4 с перемычками 5и отверстиями 6, которые вместе с датчиками 1, 2, 3 расположены вдоль направления измеряемого перемещения, обозначенного стрелкой. Питание напорных сопел датчиков осуществляется по магистррали 7. Выходные каналы 8 цатчиков 1,2, 3 соединены магистралями 9 с толкателями 10, которые расположены в корпусе 11 по окружности, параллельно друг45другу. При перемещении тожатели 10взаимодействуют с .ведущей шестерней. 12зубчатой передачи. Шестерня 12 уста-новлена в корпусе 11 на шарнире 13.Ведомая шестерня 14 находится в зацеплении с шестерней 12 и установленаМтак, что ее ось параллельна осям толкателей 10 и проходит через шарнир 13.С шестерней 14 соецинен велик 18 й накотором закрепляют либо стрелку, либосельсин или потенциометрй образующиеИузел отсчета.Экран 4 скреплен с обьектом измерения (на чертеже не показан),4Чтобы исключить ошибки при измерении перемещения в результате нарушения обкатывания шестерен суммарная сида, действующая со стороны толкателей на ведущую шестерню, не должна быть равна нулю. Кроме того силы.тожателей всегда должны быть приложены по одну сторону от мгновенной оси поворота ведущей шестерни, проходящей через ось шарнира перпендикулярно осям толк ателей. Для уцовлетворения этим требованиямразмеротверстий в экране не долженбыть меньше 28, Тогда для наиболеенеблагоприятного случая (п=З) ато условие выполняется, а цля случаев устройства с и 3 ширина прорези больше 3 позволяет уменьшить сигнал. в единичном датчике или увеличить выходной .сигнал на преобразователе.Устройство работает следующим образом.В двух толкателях сигнал равен ф 1 й а в одном - "О. В положении, указанном на чертеже, сигнал 1 - в тожателях 10 датчиков 2 й 3, а сигнал "О" - в толкателях 10 датчика 1. При перемещении экрана 4 в направлении стрелки сигнал "Оф последовательно образуется в толкателях 10. датчиков 3, 2, 1 (последовательность 3, 2,. 1). При перемещенииумэкрана 4 в направлении, противоположном стрелке, сигнал 0" в толкателях изменяется в обратной последовательности (1, 2, 3).Шестерни 12 и 14 имеют торцы, зубья числом 2 и 2,й незначительно (на одиндва зуба) отличаются друг от пругай 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 вдоль целительной окружности шестерни 14. За один оборат шестерни 12 шестерну 14 повернется на угол, реоный 360 . нй -. Ллн нного необходимо срабатыван 3 е всех и толкателейй поэтому минимальный угой поворота преобразователя, соответствующий срабатыванию одного толкателя и характеризующий чувствительность устройства, равен 360 . - е - л . Имея ноемоыноого оноЕ.ибоцно назначать диаметр сопел, числа е и б устройства можно получить весьма высокую чувствительность устройства, а изменяя числов устройстве, можно устройства с различными точностями со ласовыватьсо шкалой преобразователей (на чертеже не показаны).5 88792Угол поворота валика 15 служит мерой перемещения объекта.Поскоику размер д отверстия в экране равен или больше диаметра сопел (диаметра струй), а чувствительность усъ ройства 6 не зависит от числа цатчиков в устройстве, и посжцующий датчик ог предыдущего отстоит на расстояние 9+ в, где т - любое целое, в том числе и отрицательное число, то данное устройство без э увеличения числа датчиков и снижения экономичности устройства может иметь весьма высокую точность, а такжеудобно для конструктивной компоновки, т.е. конструктивно размещаются датчики в последовательности, на обязательно совпадающей с технологической послэдоватеа постыл (как должны срабатывать).Таким образом, данное устройство фэ 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 изобретенияУстройство для измерения перемеще- Зэ ний, содержащее неподвижные датчики типа сопло-сопло, расположенный междусоплами и установленный с возможностьюперемещения нормально их осям экран срядом отверстий, размер а которых внаправлении 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 надежностиустройства, оно снабжено расположенныммежду цатчиками и узлом отсчета осесимметричным шаговым механизмом спрецессионным движением, содержащимустановленные на оси ведущую и ведомуюшестерни с разным числом торцовых зубьев и размещенные параллельно оси, воздействующие на ведущую шестерню, толкатели, приводимые в движение датчиками,расстояние между которыми равно 6+ еЬгце 6 чувствитеа ность устройства, Ъ =Ь шаг отверстий в экране, щ- целоечисло, вксвочая О, а и - число,цатчиков,ЛЪЗ, голкатели расположены в той жепоследоватеа ности, что и приводящие ихв движение датчики, иа 2, при 6 п 3,а =3, при 66.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Елемелэх И. М., Сидоркин Ю. Р.Струйная автоматика, Лениздат, 1972,с. 170, рис. 93 (прототип).887925 Ф 1 Ф НИИПИ Заказ 10710/9раж 645 Подписное Филиал ППП "Патент,: г. Ужгород, ул. Проектная,