Измерительный преобразователь линейных перемещений Советский патент 1983 года по МПК G01B5/00 G01B11/00 

Изобретание относится к и}мерительной технике, конкретно к устройствам с цифровым отчетом, имеющим раст ровые измерительные линейки, и может быть использовано в станках и измери тельных машинах. Известен измерительный преобразователь линейных перемещений, содер : жащий измерительную линейку с рабог чей поверхностью, подвижную вдоль нее измерительную головку,включающую в себя корпус, подвижную относительного корпуса индикаторную линейку, взаимодействующую с рабочей поверхностью измерительной линейки, элемент упругой кинематической связи индикаторной линейки с корпусом, осветитель и светочувствительные элементы l. В этом преобразователе элемент упругой кинематической связи в виде плоскопружинного г, параллелограмма, обеспечивающего перемещение индикаторной линейки в перпендикулярном измерительной линейке направлении. Недостатками известного преобразователя являются невозможность ком пенсироват1Г погрешности изготовления растровой измерительной линейки и температурные погрешности. Цель изобретения - повышение точности измерительнооо преобразователя за счетткомпенсации его накопленной погрешности. Эта цель достигается тем, что,измерительный преобразователь линейных перемещений, содержащий измерительну линейку с рабочей поверхностью, под вижную вдоль нее измерительную голов ку, включающую в себя корпус, подвиж ную относительно корпуса индикаторную линейку,.взага одействукадую с рабочей поверхностью измерительной линейки элемент упругой кинематический связи индикаторной линейки с корпусом/ осветитель и светочувствительные элементы, преобразователь перемещений снабжен термочувствительным механизмом, связанным с измерительно линейкой, элемент упругой кинематиче кой связи выполнен в i виде плоской пружины, расположенной вдоль рабочей поверхности измерительной линейки и под углом к ней, а измерительная линейка установлена с возможностью поворота относительно оси, расположенной в плоскости, параллельной рабочей поверхности измерительной линейки и перпендикулярной St ней. На фиг. 1 изображена пpиkципиaльная схема измерительного преобразователя; на фиг. 2 - схема компенсационных перемещений измерительной и индикаторной линеек. Измерительный преобразователь линейных перемещений содержит измерительную линейку 1 с рабочей поверх ностью 2, один конец которой соеди нен с шарниром 3, а второй взаимодействует с термочувствительным механизмом, включающим сильфон 4, редуктор5 и опорную пружину 6, и подвижную вдоль измерительной линейки 1 измерительную головку 7, включающую в себя корпус 8, источник света 9, объектив 10, индикаторную линейку 11 и светочувствительнные элементы 12, установленные на каретке 13, которая с помощью плоской пружины 14,связана с корпусом 8. Каретка 13 своими опорами 15 контактирует с рабочей поверхностью 2 измерительной линейки 1 таким образом, что между рабочей поверхностью 2 и индикаторной линейкой 11 образуется заданный зазор-растровое сопряжение. Длину плоской пружины 14 выбирают значительно меньше длины С измеряемого перемещения, а угол ot- между плоскостью пружины 14 и направление измеряемого перемещения значительно больше угла У между этим направлением и измерительной линейкой 1, Измерительный преобразователь работает следующим образом. При перемещении измерительной головки 7 относительно измерительн ой линейки 1 модулируемый в растровом-.сопряжении измерительной и индикаторной линерк световой поток с помощью светочувствительных элементов преобразуется в синусо-и косинусоидальные сигналы, представляемые далее устройствами цифровой индикации (не показаны)в цифровое выражение величены перемещения Погрешность измерительного преобразователя в основном определяется накопленной погрешностью нанесенных на растровой измерительной линейке штрихов, прямо пропорциональной измеряемой длине. Компенсацию этой погрешности осуществляют поворотом измерительной линейки на угол из положения, параллельного направлению перемещения измерительной головки. .Величина смещения Л0 i.штриха: измерительной линейки, расположенного на расстоянии Г от ее оси поворота, определяется каклЕ Bt - -fwJ) При перемещении измерительной головки на величину 6 индикаторная линейка вследствие поворота на плоской пружине дополнительно смещается на величину коррекциилЕ, определяемую как uE-Vf -lEi ;irtсС- sinТ - -бсобвС- . Полное корректирукицее смещение определяется как &E kEi+6ЕДопустимая величина смещения измерительных линеек в перпендикулярном направлении составляет 1-2 мм, поэтому для величин 8 порядка 0,5-2 м смещение 6.С находится в пределах 1 мкм, что недостаточно.ч.для компенсации .сие-

тематических погрешностей. Поэтому, выбирая длинув г- В , а угол« 1 Г (до 45;°), добиваются требуемой велиЧ1ИНЫ АР , которую можно получить значительно больше ЛБ .

При отклонении температуры от нормальной термочувствительный механизм дополнительно поворачивает измерительную линейку. Возникающее при этом дополнительное корректирующее перемещение компенсирует изменение длины измерительной линейки.

Применение предложенного; измерительного преобразователя линейны lepeMeщений позволяет повысить точность и стабильность измерения.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ:, еодержайщй измерители ную линейку с рабочей поверхностью, подвижную вдоль нее измерительную головку, включакяцую в себя корпус, подвижную относительно корпуса индикаторную линейку, . взаимодействующую ; рабочей поверхностью измерительной линейки, элемент : упругой кинематической связи индикаторной линейки с корпуссм, осветитель и светочувствительные элементы, отл;ичающийся тем, что, с целью повышения термочувствител ным механизмом, связанным с измерительной линейкой, элемент упругой кинематической связи выполнен в . виде плоской пружины, разположенной вдоль рабочей поверхности измерительной линейки углом к ней, а измерительная линейка установлена с возможностью поворота относительно оси, расположенной в плоскости, параллельной рабочей поверхности измеО) рительной линейки и перпендикулярной к ней.