Датчик перемещений Советский патент 1988 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений, например, захвата g испытательной машины.

Цель изобретения - повьшение точности и расширение диапазона измерения при контроле линейных перемещений путем обеспечения возможности подключе- 10 ния потенциометра точного отсчета на требуемом участке контролируемого диапазона.

На фиг,1 изображен датчик, разрез;

ния в пределах угла поворота потенциометра грубого отсчета.

Консольно закрепленная на корпусе 3 (на кронштейне электромагнита 14) плоская пружина 12 с упором 13 на свободном конце выполняет функции пластинчатого якоря электромагнита 14 и предназначена для удержания вала потенциометра точного отсчета в начальном положении при установочных перемещениях измеряемого объекта,которые не требуется измерять точно, а электромагнит 14 и пружина 12 с упо20

25

35

на фиг.2 - управляющий элемент потен- 1Г ром 13 вьтолняют функции управляюще- циометра точного отсчета; на фиг.З- пластинчатый якорь электромагнита, вид сверху; на фиг.4 показано взаимодействие упругой пластины с пластинчатым якорем электромагнита в конце обратного хода датчика; на фиг.5 - взаимное расположение упругой пластины и пластинчатого якоря при зафиксированном начальном положении потенциометра точного отсчета; на фиг.6- то же, в момент начала рабочего хода потенциометра точного отсчета.

Датчик перемещений содержит потенциометр 1 грубого отсчета и потенциометр 2 точного отсчета, которые ус тановлены соосно в корпусе 3.

Валы потенциометров 1 и 2 соединены между собой через фрикционную муфту 4, вьтолненную в виде закрепленного на валу потенциометра 1 с помощью валика 5 фланца 6 и ведомой полумуфты, представляющей собой закрепленную на валу потенциометра 2 упругую пластину 7.

На валике 5 закреплена шестерня 8 с зубчатой рейкой 9, предназначенной для связи датчика с объектом контроля (не показан). На упругой пластине 7 выполнен выступ 10 для взаимодействия с ограничителем хода потенциометра 2 точного отсчета, содержащего неподвижный упор 11,

В качестве потенциометра 1 грубого отсчета используется потенциометр (например, типа ППМЛ) с рабочим углом 50 поворота 7200 , а в качестве потенциометра 2 метр (например, типа ШШ).

Упругость пластины 7 позволяет обеспечить необходимое усилие сцепления в фрикционной муфте в пределах угла поворота потенциометра точного отсчета и возможность проскальзьшаточного отсчета - потенцио- с рабочим углом поворота 330

го элемента фрикционной муфты и обеспечивают отвод упора I3 перед измерением малых величин перемещения с помощью потенциометра 2 точного отсчета.

Для увеличения силы притяжения электромагнитом его пластинчатого . якоря на пружине 12 имеется накладка 15 из магнитомягкого материала. Конец пружины 12 со стороны упора 13 уширен (фиг.З) для обеспечения такого взаимодействия ее с выступом 10 пластины 7, при котором выступ 10 имеет возможность отжимать пружину 12 - 30 лишь при обратном ходе к начальному угловому положению потенцио- метра 2 точного отсчета, не- соприкасаясь с ней в других ее угловых положениях.

Соприкасающиеся поверхности фланца 6 и пластины 7 должны быть достаточно гладкими во избежание преждевремен ного износа. Из этих же соображений указанные поверхности целесообразно смазьшать.

Потенциометры 1 и 2 закрыты, кожухами 16 и 17. Для измерения перемещений корпус 3 датчика соединяют с неподвижной базой, а зубчатую рейку 9 - с подвижной частью объекта измерения. Потенциометры 1 и 2 включают в соответствующую измерительную схему (не показана).

Датчик работает следующим образом.

Линейное перемещение связанной с объектом контроля рейки 9 относительно корпуса 3 через шестерню 8 валика 5 приводит к пропорциональному угловому перемещению вала потенциометра 1,

Через фрикционную муфту 4 это угло вое перемещение передается на вал потенциометра 2, с помощью которого измеряются малые величины перемеще40

45

55

ния в пределах угла поворота потенциометра грубого отсчета.

Консольно закрепленная на корпусе 3 (на кронштейне электромагнита 14) плоская пружина 12 с упором 13 на свободном конце выполняет функции пластинчатого якоря электромагнита 14 и предназначена для удержания вала потенциометра точного отсчета в начальном положении при установочных перемещениях измеряемого объекта,которые не требуется измерять точно, а электромагнит 14 и пружина 12 с упо20

25

35

1Г ром 13 вьтолняют функции управляюще-

50

го элемента фрикционной муфты и обеспечивают отвод упора I3 перед измерением малых величин перемещения с помощью потенциометра 2 точного отсчета.

Для увеличения силы притяжения электромагнитом его пластинчатого . якоря на пружине 12 имеется накладка 15 из магнитомягкого материала. Конец пружины 12 со стороны упора 13 уширен (фиг.З) для обеспечения такого взаимодействия ее с выступом 10 пластины 7, при котором выступ 10 имеет возможность отжимать пружину 12 30 лишь при обратном ходе к начальному угловому положению потенцио- метра 2 точного отсчета, не- соприкасаясь с ней в других ее угловых положениях.

Соприкасающиеся поверхности фланца 6 и пластины 7 должны быть достаточно гладкими во избежание преждевременного износа. Из этих же соображений указанные поверхности целесообразно смазьшать.

Потенциометры 1 и 2 закрыты, кожухами 16 и 17. Для измерения перемещений корпус 3 датчика соединяют с неподвижной базой, а зубчатую рейку 9 - с подвижной частью объекта измерения. Потенциометры 1 и 2 включают в соответствующую измерительную схему (не показана).

Датчик работает следующим образом.

Линейное перемещение связанной с объектом контроля рейки 9 относительно корпуса 3 через шестерню 8 валика 5 приводит к пропорциональному угловому перемещению вала потенциометра 1,

Через фрикционную муфту 4 это угловое перемещение передается на вал потенциометра 2, с помощью которого измеряются малые величины перемеще40

45

55

НИИ, Если вал потенциометра 2 удерживается упором 13 в начальном положении (фиг,5), происходит проскальзьгоа- ние фрикционной муфты 4, измерение производится только потенциометром 1 грубого отсчета. Для точного измерения малых величин перемещений в катушку электромагнита 14 подают ток, пружина 12 притягивается к электро- магниту 14 (фиг,6), ее упор 13 освобождает выступ 10 пластины 7 и вал потенциометра 2 получает возможность вращаться (на фиг,6 - по часовой стрелке) вместе с валом потешщомет- ра 1 в пределах величины рабочего угла поворота (330 ), Если измеряемое перемещение превьшает эту величину, выступ 10 пластины 7 упирается в неподвижный упор 11 и вращение вала потенциометра 2 прекращается. Таким образом, измерение перемещения производится потенциометром 1 независимо от положения потенциометра 2,

По завершении цикла измерения ка- тушку электромагнита 14 обесточивают, при этом пружина 12 возвращается в положение, показанное на фиг,2,

При возврате объекта измерения к исходному положению вал потенциометра 2 через муфту 4 вращается в обратную сторону (на фиг,4 - против часовой стрелки) и возвращается в начальное положение. При подходе к этому положению выступ 10 пластины 7 отжимает (фиг,4) конец пружины 12, изгибая ее, и при дальнейшем движении соскальзывает с нее. Пружина 12 распрямляется (фиг,5) и пластина 7 своим выступом 10 оказывается зафиксированной между упорами 11 и 13, Это поло-

0

5

0

5

0

жение пластины 7 соответствует исходному положению потенциометра 2,

Таким образом, при использовании угловых резистивных преобразователей перемещений обеспечивается измерение линейных перемещений с повьшенной точностью и в щироком диапазоне (О- 400 мм), что достигается применением обоих потенциометров (грубого и точного отсчетов) одновременно.

Формула изобретения

1,Датчик перемещений, содержащий корпус и соосно закрепленные на нем потенциометры грубого и точного отсчета, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расщирения диапазона измерения при контроле линейных перемещений, он снабжен зубчатой цилиндрической передачей, зубчатая рейка которой предназначена для связи с объектом контроля, а зубчатое колесо закреплено

на оси потенциометра грубого отсчета, и фрикционной муфтой с управляющим элементом, связывающей оси потенциометров, а потенциометр грубого отсчета выполнен многооборотным.

2,Датчик поп,1,отлича ю- щ и и с я тем, что фрикционная муфта выполнена в виде фланца, закрепленного на оси потенциометра грубого отсчета, и упругой пластины с выступом, закрепленной на оси потенциометра точного отсчета, а управляющий элемент выполнен в виде электромагнита и подпружиненного пластинчатого яко ря с упором на свободном конце, предназначенным для взаимодействия с выступом пластины фрикционной муфты.

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение точности и расширение диапазона измерения линейных перемещений в датчике, содержащем установленные соос- но резистивные преобразователи углового перемещения в электрический сигнал, выполненные в виде потенциометров 1 и 2 грубого и точного отсчета. Оси этих потенциометров связаны через фрикционную муфту 4, содержащую флаге нец 6, закрепленный на оси потенциометра 1 грубого отсчета, и упругую пластину 7, закрепленную на оси потенциометра 2 точного отсчета. На корпусе 3 датчика закреплены неподвижный упор и подвижная плоская пружина с упором на ее свободном конце, выполняющая функции пластинчатого якоря электромагнита. Связь потенциометров 1 и 2 с объектом контроля осуществляется с помощью хщлиндрической зубчатой передачи, содержащей зубчатую рейку 9 и зубчатую шестерню В, установленную на оси потенциометра 1. Взаимодействие подвижного упора с пластиной 7 препятствует ее повороту, благодаря чему предотвращается работа потенциометра 2 точного отсчета, и измерение перемещения произврг дится только с помощью потенциометра 1 грубого отсчета. При подключении электромагнита к источнику питания подвижный упор освобождает пластину 7, благодаря чему регистрация перемещений производится одновремен :но обоими, потенциометрами. 1 з.л. ф-лы, 6 ил. ш (Л I со |( фи«/

В В

(ftue.Z

Вид А,

Фиг.З

/4

Фа 8,6

Составитель Л,Гуськов - Редактор А.Маковская Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 562/36 Тираж 680 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4