ЩУПОВОЙ ПРОФИЛОМЕТР Российский патент 1995 года по МПК G01B5/28 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для использования в малогабаритных приборах, например, для контроля шероховатости поверхности либо для определения ее параметров щуповым методом.

Известно устройство для измерения микрогеометрии поверхности, содержащее корпус, датчик высоты неровностей профиля со щупом и соединенным с ним преобразовательным элементом, привод датчика, включающий заводную пружину со средством ее нагружения, трансмиссию, преобразующую движение пружины в линейное перемещение датчика, кинематически связанное с трансмиссией средство стабилизации скорости перемещения датчика магнитоиндукционным способом и измерительно-регистрирующий блок, вход которого связан с выходом преобразовательного элемента датчика. Применение в этом устройстве стабилизатора скорости магнитоиндукционного типа ограничивает возможности и точность регулирования скорости, а отсутствие в приборе источника питания электрической цепи измерительно-регистрирующего блока лишает его автономности.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в щуповой профилометр, содержащий корпус, датчик высоты неровностей со щупом и преобразовательным элементом, электрически связанный с преобразовательным элементом измерительно-регистрирующий блок, привод датчика, включающий заводную пружину, одним концом связанную со средством ее нагружения, а другим прикрепленную к корпусу, трансмиссию для преобразования движения пружины в линейное перемещение датчика и средство стабилизации скорости перемещения датчика, кинематически связанное с трансмиссией, введены стабилизатор напряжения и накопитель энергии, а средство стабилизации скорости перемещения датчика выполнено в виде тахогенератора, при этом выходы тахогенератора соединены с входами стабилизатора напряжения, подключенного к накопителю энергии, включенному в цепь питания измерительно-регистрирующего блока. Накопитель энергии может быть выполнен в виде электролитического конденсатора, включенного параллельно цепи питания измерительно-регистрирующего блока. В качестве тахогенератора может быть использован синхрогенератор с ограниченным углом поворота ротора, ось которого соединена с осью средства нагружения пружины. В качестве заводной пружины использована винтовая пружина кручения. Средство нагружения пружины выполнено в виде одноплечего рычага, кинематически связанного с валом ротора тахогенератора, например через редуктор. Трансмиссия выполнена в виде бесконечной гибкой тяги, взаимодействующей с ротором тахогенератора. Датчик снабжен штифтом, а гибкая тяга имеет контактирующие со штифтом упоры. Средство нагружения пружины снабжено пружинным фиксатором исходного положения.

На фиг. 1 представлена схема профилометра; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Щуповой профилометр содержит корпус 1, в котором размещен датчик 2 высоты неровностей со щупом 3 и преобразовательным элементом 4. Последний электрически соединен с измерительно-регистрирующим блоком 5. Привод датчика 2 включает заводную пружину 6, в качестве которой использована винтовая пружина кручения. Один конец пружины 6 жестко прикреплен к корпусу 1, а другой связан со средством ее нагружения, выполненным в виде одноплечего рычага 7. Для преобразования движения пружины 6 в линейное перемещение датчика служит трансмиссия, выполненная в виде бесконечной гибкой тяги 8, на которой имеются упоры 9, контактирующие со штифтом 10, закрепленным на датчике 2. С трансмиссией (гибкой тягой 8) связано средство стабилизации скорости перемещения датчика 2, выполненное в виде тахогенератора или синхрогенератора 11 с ограниченным углом поворота ротора. Выходы тахогенератора соединены с входами стабилизатора 12 напряжения, подключенного к накопителю энергии. В качестве накопителя использован электролитический конденсатор 13, включенный параллельно цепи питания измерительно-регистрирующего блока 5. Ротор 14 тахогенератора кинематически связан с рычагом 7, например через редуктор (не показан), и с гибкой тягой 8. Средство нагружения пружины рычаг 7 имеет пружинный фиксатор исходного положения, выполненный в виде собачки 15, связанной с подпружиненной кнопкой 16 и контактирующей со штифтом 17 рычага 7. Измерительно-регистрирующий блок 5 содержит измерительный преобразователь 18, выход которого подключен к жидкокристаллическому индикатору 19.

Шуповой профилометр работает следующим образом.

Корпус 1 профилометра берут в руку. Пальцами руки нажимают на рычаг 7 до упора, т. е. до того момента, когда собачка 15 войдет в контакт со штифтом 17 рычага 7. При этом датчик 2 выдвигается из корпуса, а пружина 6 нагружается, т. е. закручивается. Далее корпус 1 размещают на контролируемой поверхности, нажимают на кнопку 16, высвобождая из зацепления с собачкой 15 рычаг 7. Под действием заводной пружины 6 рычаг 7 возвращается в исходное положение. Поворот рычага 7 вызывает вращение ротора 14 тахогенератора 11 и перемещение бесконечной гибкой тяги 8. При этом упоры 9, контактирующие со штифтом 10 датчика 2, вызывают перемещение последнего. Щуп 3 скользит по неровностям контролируемой поверхности, его механическое перемещение преобразуется в преобразовательном элементе 4 в электрические сигналы, которые передаются в измерительно-регистрирующий блок 5. Вращение ротора 14 тахогенератора 11 вызывает возникновение ЭДС. Пульсации выходного напряжения тахогенератора пропорциональны скорости вращения ротора, и их частота поддерживается в заданных пределах стабилизатором 12 напряжения. Ток в катушках генератора создает управляющий тормозящий момент и стабилизирует ско-рость вращения ротора 14 тахогенератора 11. Выходное напряжение стабилизатора 12 подается на обкладки электролитического конденсатора 13 и параллельно в цепь питания измерительно-регистрирующего блока 5. Таким образом, при раскручивании заводной пружины 6 одновременно осуществляются равномерное перемещение датчика 2 и стабилизация напряжения питания измерительного преобразователя 18, а по завершении рабочего хода рычага 7 питание жидкокристаллического индикатора 19 осуществляется энергией, накопленной в конденсаторе 13, в течение 10-15 с.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в качестве щупового профилометра. Профилометр выполнен в виде датчика с приводом, заводная пружина которого одним концом связана со средством ее нагружения, а другим - с корпусом. Для преобразования движения пружины в линейное перемещение датчика служит трансмиссия, выполненная, например, в виде бесконечной гибкой тяги, взаимодействующей с ротором тахогенератора, который является источником энергии для измерительно-регистрирующего блока, к входу которого подключен указанный датчик. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ЩУПОВОЙ ПРОФИЛОМЕТР, содержащий корпус, датчик высоты неровностей с щупом и преобразовательным элементом, электрически соединенный с преобразовательным элементом измерительно-регистрирующий блок, привод датчика, включающий в себя заводную пружину, одним концом связанную со средством ее нагружения, а другим прикрепленную к корпусу, трансмиссию для преобразования движения пружины в линейное перемещение датчика и средство стабилизации скорости перемещения датчика, кинематически связанное с трансмиссией, отличающийся тем, что в него введены стабилизатор напряжения и накопитель энергии, а средство стабилизации скорости перемещения датчика выполнено в виде тахогенератора, выходы тахогенератора соединены с входами стабилизатора напряжения, подключенного к накопителю энергии, включенному в цепь питания измерительно-регистрирующего блока. 2. Профилометр по п.1, отличающийся тем, что накопитель энергии выполнен в виде электролитического конденсатора, включенного параллельно цепи питания измерительно-регистрирующего блока. 3. Профилометр по п.1, отличающийся тем, что в качестве тахогенератора использован синхрогенератор с ограниченным углом поворота ротора. 4. Профилометр по п.1, отличающийся тем, что в качестве заводной пружины использована винтовая пружина кручения. 5. Профилометр по п.1, отличающийся тем, что средство нагружения пружины выполнено в виде одноплечего рычага, кинематически связанного с валом ротора тахогенератора, например, через редуктор. 6. Профилометр по п.1, отличающийся тем, что трансмиссия выполнена в виде бесконечной гибкой тяги, взаимодействующей с ротором тахогенератора. 7. Профилометр по пп.1 и 6, отличающийся тем, что датчик снабжен штифтом, а гибкая тяга имеет контактирующие со штифтом упоры. 8. Профилометр по п.1, отличающийся тем, что средство нагружения пружины снабжено пружинным фиксатором исходного положения.