Устройство для измерения длины движущегося изделия Советский патент 1988 года по МПК G01B7/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения длины проводов, кабелей, корделей и т.п. в процессе их изготовления или перемотки.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет компенсации ошибки, обусловленной неровностью поверхности изделия.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройс гво содержит мерный ролик 1, датчик 2 угла поворота мерного ролика, счетчик 3 импульсов, механизм 4 перемещения мерного ролика в напра Ленин, перпендикулярном двикенио изделия, прижимные ролики 5, измеритель 6 диаметра, узел 7 дифференцирования, измеритель 8 дисперсии, узел 9 преобразования и регулятор 10,

Взаимное расположение мерного и прижимных роликов обеспечивает изгиб изделия по дуге, вследствие чего мерный ролик обкатьюает вогнутую по- верхность. При этом возникает погрешность измерения, обусловленная тем, что длина, измеренная по вогнутой поверхности, меньше истинной длины по оси изделия, что обеспечивает компен сацию погрешности, обусловленной неровностью обкатьшаемой поверхности. С учетом случайного характера неровности обкатьюаемой поверхности мерны ролик вьтолнен перемещаемым посредст вом механизма перемещения его в вертикальной плоскости для обеспечения требуемого изгиба изделия. Величина перемещения мерного ролика пропорциональна значению дисперсии первой производной величины диаметра изделия по его длине.

При D(x) - профилограмма диаметра изделия, выражение, определяющее длину, измеренную мерным роликом, обкатывающим поверхность изделия, имеет ввде

Выполнив предельный переход при ilx - О и п , получим математическое ожидание относительной погрешности измерения, обусловленной неровностью поверхности изделия

с, (0),

(3)

где К (О) - вторая производная по

длине кабеля автокорреляционной функции диаметра изделия. Учитьшая, что

КЧО) -Dj)f(x, , (4)

где D .«(„. - дисперсия производной

диаметра изделия, выражение (3) примет вид

1

D

I г (х)

(5)

При изгибе изделия, в месте касания мерного р0лика относительная погрешность измерения за счет изгиба равна

f

D

2 n

(6)

где R - радиус кривизны изделия в

месте касания.

Приравнивая выражение (5) и (6), получим

R

D

D (X1

(7)

Следовательно, кривизна изделия равна

R K,Dj,, ,

(8)

Изобретение относится к измерительной технике. Цель - повьшение точности за счет компенсации ошибки, обусловленной неровностью поверхности изделия. Сигнал, пропорциональный диаметру изделия, поступает с измерителя 6 диаметра на узел 7 дифференцирования. Сигнал с выхода узла 7, пропорциональный первой производной входного сигнала, поступает на вход измерителя 8 дисперсии, выходной сигнал которого, пропорциональный величине ошибки измерения, преобразуется узлом 9 преобразования и поступает на регулятор 10. Выходной сигнал регулятора 10 является управляющим для механизма 4 перемещения мерного ролика в направлении, перпендикулярном движению изделия. Это перемещение обеспечивает требуемую кривизну изделия в соответствии с цепью компенсации погрешности измерения. 1 ил. (Л

L J У i (x)l dx, (1)

0

где S - истинная длина изделия. 50 Выражение (1) представим в виде

L.ib. °7.,

2 л х2

где п - -;

4х - шаг дискретизации по длине.

где К , -

Зависимость между кривизной изделия и перемещением мерного ролика .(для малых величин перемещения) носит линейный характер

(2)

55

f К. dh.

(9)

где йЪ - перемещение мерного ролика в вертикальной плоскости.

С учетом (8) выражение (9) примет

вид

ль

)W

(10)

где .К ,

Ь К,

Устройство работает следующие образом.

Сигнал, пропорциональный диаметру изделия, поступает с выхода измерителя 6 диаметра на вход узла 7 дифферен-15 водит к перемещению мерного ролика в

цирования. Сигнал с выхода узла 7 дифференцирования, пропорциональный, первой производной входного сигнала, поступает на вход измерителя 8 дисперсии.

Выходной сигнал измерителя 8 дисперсии согласно (5) пропорционален величине ошибки измерения, обусловленной неровносью обкатываемой поверхности. Узел 9 преобразует согласно (iO) сигнал ошибки, обусловленной неровностью обкатываемой поверхности, во.входной сигнал регулятора 10. Ъи- ходной сигнал регулятора является управлякяцим для механизма А и обеспе- чивает перемещение мерного ролика на величину dh в вертикальной плоскости Это перемещение мерного ролика 1 относительно приЖ1в4Ных роликов 5 обес- печ1шает требуемзпо кривизну изделия в соответствии с (9) с целью компенсации погрешности измерения, возникающей за счет неровности обкатываемой поверхности. Вр 11ение

I кинематически передается диску дат- 40узлом преобразования, регулятором и

чика 2 угла поворота мерного ролика.механизмом перемещения мерного роли{Ьшульсы, вырабатываемые фотоэлект-ка в направлении, перпендикулярном

рической схемой датчшса 2, поступаетдвижению изделия.

на вход счетчика 3, Количество поступивших на счетчик импульсов пропорционально длине измеряемого изделия.

При изменении характера неровности поверхности (амплитуды и частотной структуры), обусловленной переходом к измерению другого типа изделия или изменениями в режиме технологического процесса, влияющего на формирование поверхности изделия, изменяется величина сигнала на выходе измерителя дисперсии, а следовательно, и величина входного сигнала регулятора. Это привертикальной плоскости относительно прижимных роликов на величину ЛЬ , обеспечивающую такую кривизну изделия, которая вновь приводит к компенсации погрешности измерения за счет неровности обкатываемой поверхности.

Формула изобретения

Устройство для измерения длины движущегося изделия, содержащее мерный ролик, кинематически связанный с H№i датчик угла поворота мерногр ролика и соединенный с последним счетчик импульсов, о тличающе- е с я тем, что, с целью повьшения точности измерения, оно снабжено двумя прижимными роликами, расположенными в одной вертикальной плоскости с мерным роликом симметрично относительно его вертикальной оси симмет- , и последовательно соединенными измерителем диаметра, узлом дифференцирования, измерителем дисперсии.