Устройство для измерения перемещений объекта

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 9) 515 С 5 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕ ЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1368627, кл. С 01 В 17/00, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения вращательного илинейного перемещений объекта. Цельюизобретения является повьппение точности за счет уменьшения числа промежуточных механических преобразованийвеличины перемещений в сигнал, упрощения конструкции, а также обеспечения возможности измерения не только гс З ОПИСАНИ Н АВТОРСКОМУ линейных, но и угловых перемещений.Устройство содержит цилиндрическийкорпус 1, установленньп 1 с возможностью врашения вокруг оси 2 и выполненный на поверхности корпуса 1 эксцентрический паз 13, в котором установлепы подпружиненные штоки 5, соедипенные с пьезоэлектрическими транформаторами 4. Втулки 3 жестко соедиены между собой с помощью соединительного элемента 1 О. При вращениикорпуса 1 давление пружин на пьезо -электрические трансформаторы 4 изменяется за счет перемещения штоков5 по глубине паза 13 и разность синалов, снимаемых с пьезоэлектрических трансформаторов 4, периодическиизменяется. Электрическая обработкаразности сигналов позволяет определить угол поворота корпуса и числооборотов. 2 з.п, ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к областиизмерительной техники и может бытьиспользовано для измерения вращательного и линейного перемещений абьекта.Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшениячисла промежуточных механических преобразований величины перемещений всигнал, упрощение конструкции, атакже обеспечение возможности измерения не только линейных, но и угловыхперемещений,На фиг. 1.изображена конструктивная схема устройства с замкнутым пазом на внутренней боковой поверхности корпуса; на Фиг. 2 - вид Л наФиг. 1; на Фиг3 - конструктивнаясхема устройства с замкнутым пазомна внешней боковой поверхности, на 20Фиг. 4 - разрез Б-Б на Фиг3; наФпг. 5 - конструктивная схема устройства с замкнутым пазом на основании корпуса.Устройство содержит цилиндрический корпус 1, установленный на оси 2с возможностью вращения вокруГ нее,В корпусе 1 установлены две втулки 3,в которых размещены чувствительныеэлементы, например пьезоэлектрические 30трансформаторы 4 цилиндрической формы, и штоки 5, подпружиненные пружинами 6. На конусообразных наконечникахштоков 5 размещены шарики 7. Держатели 8 ступенчатого профиля продетычерез отверстия во втулках 3 и ввинчены в штоки 5 и зафиксированы гайками 9 с возможностью продольного перемещения во втулках 3. Торцы втулок3 жестко соединены между собой с помощью соединительного элемена 10,установленного на оси 2, Вращательное движение к корпусу 1 передаетсячерез прикрепленные к ее крышкам 11муфты 12 сцепления. 15Цилиндрический корпус 1 можетиметь Форму полого цилиндра или цилиндра с направляющей в виде замкнутого эксцентрического конусообразного паза 13, выполненного соответственОно на внутренней или внешней цилиндричес-кой поверхности корпуса 1, автулки 3 установлены соосно и перпендикулярно оси корпуса 1Радиус К паза выбирают из соотношенийВ +Ь) В=И/2-Ь);Ьрр(1/2+А) =8.(КцеыЬ)где 1 - расстояние, между точками штоков, предназначенных для взаимодействия с направляющими;эксцентриситет паза; внт Ренеш радиус внутренней иливнешней цили-дрической поверхности корпуса,При выполнении корпуса 1 цилиндрическим паз 13 может быть выполнен на основании корпуса 1 с линейно изменяющейся по его длине глубиной, определяемой из соотношения где ю - угол наклона паза;Ь - разность наибольших значенийглубины паза,Втулки 3 установлены параллельнооси корпуса 1.Использование фрикционной передачи позволяет измерять с помощью предлагаемого устройства линейные перемещения объекта.Измерение перемещений осуществляется следующим образам.При размещении пьезоэлектрическихтрансформаторов 4 в замкнутом пазу13, когда один из них находится вмаксимально, а другой в минимальноподпружиненном состоянии, разностьсигналов, снимаемых с обкладок пьезоэлектрических трансформаторов 4,имеет при этом положении максимальное значение.При повороте корпуса на некоторыйугол(, например, против направлениявращения часовой стрелки давлениепружины на первый пьезоэлектрическийтрансформатор 4 уменьшается, а навторой- увеличивается,В результате разность сигналовуменьшается и достигает своего минимума при 1 =90 . При дальнейшем паво(1роте корпуса 1 в диапазоне 90 Й 180давление пружины на первый пьезоэлектрический трансформатор 4 продолжаетуменьшаться, а на второй - увеличиваться. Разность си 1 малов с пьезоэлектрических трансфарматсров 4 вновьначинает увеличиваться, на уже с обратным знаком, достигая своего максимума при Ср =180,При повороте корпуса в диапазонео о180 Яс 360 давление пружины на первый пьезоэлектрический трансформатор4 начинает увеличиваться, а на второй -. Уменьшаться. Разность сигналов10изобретения Фо р мул а 1. Устройство для измерения перемещений объекта, содержащее корпус с выполненной в нем направляющей,ус тановленные в корпусе две втулки, размещенные во втулках чувствительные элементы и подпружиненные вдоль оси чувствительных элементов штоки с наконечниками, предназначенные для вза имодействия с направляющей корпуса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, упроще 5 15486 уменьшается до своего минимума прио=270 , а затем увеличивается с обратным знаком, достигая своего максимума при 1 у=360Последующая электрическая обра 5 ботка разности сигналов позволяет определить угол поворота корпуса и число оборотов за единицу времени. ния конструкции, а также обеспечеьпя возможности измерения не только линейных, но и угловых перемещений, корпус выполнен цилиндрическим и установлен с. возможностью вращения вокруг своей оси, направляющая корпуса выполнена в виде замкнутого паза, а торцы втулок жестко соединены между собой с помощью соединительного элемента, установленного на оси корпуса.2 е Устройство по пе 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что паз выполнен эксцентричным на внешней или внутренней цилиндрической поверхности корпуса, а втулки установлены соосно и перпендикулярно оси корпуса,3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что втулка установлена параллельно оси корпуса, паз выполнен на основании цилиндрического корпуса с линейно изменяющейся по его длине глубиной.оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ 135 НИИПИ Гос Тираж 490арственного комитет 113035, Москва,Подписноепо изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР