Устройство для измерения диаметров Советский патент 1983 года по МПК G01B7/13 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к устройствам измерения линейных размеров и может быть использовано, например, для прецизионных измерений диаметров легко деформируе1 1х крупногабаритных деталей. , .

Известно устройство для измерения диаметров крупногабаритных изделий, содержащее записывающую и воспроизво(дящую головки, фазовый детектор, уп равляемый генератор, селектор импульсов, преобразователь угла поворота и счетчик .

Недостатком устройства является невозможность измерения погрешности формы контролируемого изделия.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению являетс устройство для .измерения диаметров, содержащее установленный на планшайбе образцовый валик, два преобразователя: плинейиых перемещений, первый из которых кинематически связывается с контролируемой деталью, устанавливаемой на планшайбу, второй - с образцовым валиком, привод вращения, кинематически связанный с планшайбой, цепь из последовательно соединенных элемента И, интегратора, регистратора диаметра, блок деления на JF, сумматор, регистратор формы, старт-етопный датчик, связанный с приводом вращения и Подключенный к первому входу элемента И, управляющим входом интегратора и регистратора формы С2 3.

Недостатком устройства является большая погрешность измерения как по каналу диаметра, так и по каналу формы,

Первая из этих погрешностей обусловлена проскальзыванием обкатного ролика и влиянием на результат измерения гармонических-составляющих вследствие пог|эешностей формы.

Вторая погрешно.сть обусловлена влиянием на результат измерений формы (;1есоосности контролируемого изделия с образцовым валиком.

Цель изобретения - повышение точности .измерения диаметра и формы изделий .

Поставленная цель достигается тем. что устройствсЗ для измерения диаметров, содержащее установленный на планшайбе образцовый валик,два преобразователя линейных перемещений, первых из которых кинематически

связывается с контролируемой деталью, Останавливаемой на планшайбу, второй - с образцовым валиком; привод вращения, кинематически связанный с планшайбой,.цепь из последовательно соединенных элемента И, интегратора, регистратора диаметра, блок деления на Ti , сумматор, регистратор формы, старт-стопный датчик, связанный с приводом вращения и подключенный к первому входу элемента И управляющим входом интегратора и регистратора формы, снабжено цепью из последовательно соединенных фильтра нижних частот, дифференциатора, квадратора, блока масштабного крэф фициента, ежекторным фильтром, вход которого соединен с выходами обоих преобразователей линейных перемещений, выход - с .входом регистратора формы, блок деления на J, подключен входом к выходам обоих преобразователей линейных перемещений, выходом - к первому входу сумматора и {{мльтру нижних частот, выход блока масштабного коэффициента подключен к второму входу сумматора, выхбд сумматора соединен с вторым входом элемента И. .

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит планшайбу 1, с закрепленным на ней образцовым валиком 2, планшайба 1 приводится во ;вращение приводом 3 с постоянной . скоростью W.

На планшайбу устанавливается контролируемая .Деталь Ц. С контролируемой деталью и образцовым валиком контактируют измерительные преобразователи 5 и 6 {при измерениях внешнего диаметра) или 5 и б ,(при измерениях внутреннего диаметра ), которые , в свою очередь, жестко связаны между собой и размещены на охватывающей скобе 7 (при измерениях внешнего диаметра) или скобенутромере 7 (при измерениях внутреннего диаметра). Преобразователи 5 и 6 включены дифференциально и через блок 8 дел.ения на Л подключены к певому входу сумматора 9. Выход блока 8 через последовательную цепь, состоящую из фильтра to нижних частот, дифференциатора 11, квадратора 12, блока 13 масштабного коэффициента, соединен с вторым входом сумматора 9. Выход сумматора 9 через элемент И И, интегратор 15 сое/1инен с регистратором 16 диаметра. Привод 3 связан со старт-стопным датчиком 17, который подключен первому входу элемента И k управляющим входам интегратора 15 и р гистратора 18 формы. Вход регистратора 18 формы подключен к выходам преобразователей.i и6 через режекторный фильтр 19.Устройство работает следующим образом Перед Измерениями внешнего диаметра скоба-нутрометр настраивается на размер Е, равный сумме номиналь .ного радиуса jp детали и радиуса р образцового валика, а при измерении внутреннего диамет{эа настраивается на размер, равный разнице номинального радиуса р детали и радиу .еа . рд, образцового валика, В полярной системе координат периметр контропируемого сечения детали может быть записан при условии совпадения центра вращения с центро образцового валика как |lЩЙf При ЭТОМ . где дЕ-отклонение контролируемой де ТчЗли от номинального значени Преобразовывая выражение (1 )с учетом (2), можно получить диаметр контролируемого изделия ZJi ; F 2{VPA1 fj d (efdM. (3) Лреобразователи 5 и 6 преобразуют отклонения от номинального размера :ЛК. В электрический сигнал. Сигнал поступает одновременно на блок 8 деления на ЗГ и режекторный фильтр При этом в сигнале .присутствуют ка гармоники, характеризующие некруглость, так и первая гармоника, возникаощая вследствие несоосности оси вращения и оси контролируемой детал Так как режекторный фильтр настроен на частоту вращения LO , то в сигнае подавляется первая гармоника, искажающая информацию, и на регистратор 18 поступает лишь только сигнал, характеризующий форму контролируемой детали. Методическая погрешность формы, возникающая вследствие смещения С оси вращения детали, мала и относительное ее значение не превышает величины -jr , вследствие чего значение этой погрешности легко может быть уменьшено для деталей р 2000-.3000 мм до значений 10. После блока В деления на Jr сигнал одновмеренно поступает на один из входов сумматора 9 и на фильтр 10 нижних частот, /подавляющий в спектре сигнала все частоты выше пятой гармоники, которые не должны влиять на результат измерения диаметра. Отфильтрованный сигнал дифференцируется дифференциатором Т1, поступает в Квадратор 12 и далее в блок 13 масштаб,ного коэффициента, коэффициент пере1дачи которого равен , / « г С (,Н Гм/ выхода блока 13 сигнал поступает на другой вход сумматора 9. Сумматор 9 суммирует оба сигнала и результирующий сигнал поступает на элемент И Н. В исходном состоянии элемент И закрыт. В момент начала измерения со старт-стопного датчика 1/ поступает команда, которая вводит нулевые условия в интегратор 15 и затем включается элемент И, который на вход интегратора начинает поступать сигнал. Поступивший сигнал интегрируется интегратором до тех пор, пока со старт-стопного датчика не поступит команда Стоп. При этом элемент И отключит сигнал от входа интегратора и интегратор перейдет в режим памяти. В результате на выходе интегратора присутствует напряжение, которое пропорционально сумме второго и третьего слагаемых формулы (3). Это напряжение фиксируется регистратором 16 диаметра, который может быть выполнен, например, в виде цифрового вольтметра. Учтя первое слагаемое выражения (З), получаем искомый результат, т.е. диаметр контролируемой детали. Устройство позволяет уменьшить погрешность измерения формы вследствие того, что режекторный фильтр подавляет частоту,, равную частоту

УСТРОЙСТВО: ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРОВ, содержащее установленный на планшайбе образцовый валик, два преобразователя линейных перемещений, первый из которых кинематически связывается с контролируемой деталью, устанавливаемой на планшайбу, второйс образцовым валиком, привод вращения, кинематически связанный с планшайбой цепь из последовательно соединенных элемента И, интегратора, регистратора диаметра, блок деления на J , сумматор, регистратор формы, стартстопный датчик, связанный с приводом вращения и подключенный к первому входу элемента И, управляющимвходам интегратора и регистратора формы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения диаметра и формы изделий, оно снабжено цепью из последовательно соединенных фильтра нижних частот, дифференциатора, квадратора, блока масштабного коэффициента, режекторным фильтром, вход которого соединен с выходами обоих преобразователей линейных перемещений, выход - с вхддом регистратора с S формы,.блок делен(;1я на J подключен (Л входом к выходам обоих преобразователей линейных перемещений, выходом с: к первому входу сумматора и фильтру нижних частот, выход блока масштабного коэффициента подключен к второму входу сумматора, выход .суммато- . о оо ю со р9 соединен с вторым входом элемента И.. N5