Устройство для измерения линейных перемещений Советский патент 1990 года по МПК G01B17/00 

ел

со ел

4;

Изобретение относится к измерительной технике и -может быть использовано для измерения линейных перемещений.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем устранения температурной погрешности.

На чертеже показана схена устройства дпя измерения линейных перемещений.

Устройство содержит генератор 1, выход которого соединен с вст речно- штыревым преобразователем 2 неподвижной пьезоэлектрической пластины 3 и первым входом фазометра 4, выход которого подключен к блоку 5 считывания. Второй вход фазометра 4 подключен к встречно-штыревому преобразователю 6 подвижной пьезоэлектричес- ,кой пластины 7. Неподвижная пьеза- электрическая пластина 3с установленными на концах поглотителями 8 поверхностных акустических волн жестко прикреплена к несущей пластине 9 (например клеем), которая одним кон- цом жестко соединена (например приварена) с биметаллической рамой 10, а другим концом соединена с ней с помощью юстировочного винта 11,

. Устройство работает следующим.образом.

При подаче возбуждающего напряжения от генератора 1 (например, кварцевого) встречно-штыревой преобразователь 2 возбуждает акустическую вол- иу, распространяющуюся в обе стороны неподвижной пьезоэлектрической пластины 3. Одна волна (левая) в конце поглощается поглотителем 8 поверхностных акустических волн, вторая (правая доходит до подвижной пластины 7 и принимается встречно-штыревым преобразователем 6, после Чего подается на фазометр 4. На другой вход фазометра 4 подается сигнал от генератора 1, Вы ход фазометра подключен к блоку 5 считывания. Измеренный фазовый угол прямо пропорционален расстоянию от неподвижного 2 до подвижного 6 встреч но-штыревого преобразователя. Распространяясь далее вправо, волна поглощается на конце пьезоэлектрической пластины 3 поглотителем, 8.

Изменение температуры приводит к изменению скорости распространения поверхностной акустической волнь и изменению Длины пластины 3. Так как фаза

txj 1.

21Г

L

v

-.п,

где f - частота;

L расстояние от встречно-штыревого преобразователя 2 до встречно-штыревого преобразователя 6; скорость волны; целое число, это приводит к изменению cf и ошибке измерения перемещения dX, которое определяется величиной L. Относительная ощибка

V

п

a(

-uLj

4Ут

0

5

0

где L- и iV - приращения от температуры.

Одновременно изменение температуры приводит к изгибу биметаллической рамы 10, которая через юстировочный винт 11, служащий для начального на- тяга, изгибает несушую пластину 9 и вместе с ней неподвижную пьезоэлектрическую пластину 3. Изгиб биморф- ной 10 и пьезопластины 3 приводит к изменению фазы

й.

4

L

V

где uljg Деформация в направлении

распространении волны. Биметаллическую пару: раму 10 и несушую пластину 9 подбирают- таким образом, чтобы изменение фазы неподвижной пластине 3 из-за изменения температуры и изменение фазы dCfj из-за деформации пьезопластины 3 би-. металлической рамой 10 удовлетворяют условию

/iqi - Л qjg ,

при этом происходит компенсация температурной погрешности, что приводит к повьш1ению точности измерений. .

Форму.ла изобретения Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее генератор, неподвижную и подвижную пьезоэлектрические пластины с встречно-штыревыми преобразователями, поглотители поверхностных акустических волн и последовательно соединенные фазометр, к первому входу которого подключен встреч515975406

но-штыревой преобразователь подвижнойкоторая установлена на несущей пласпьеэоэлектрической пластины, и блоктине, поглотители поверхностных акуссчитывания, отличаю щ е е с ятических волн расположены на концах

тем, что, с целью повьппения точностинеподвижной пьезоэлектрической пласизмерения, оно снабжено биметапличес- тины, а несущая пластина закреплена

кой рамой, несущей ппастиной и юсти-на биметаллической раме одним концом

ровочным винтом, генератор соединенжестко, а другим - с помощью юстирос вторым входом фазометра и с встреч-вочного винта с возможностью перемено-штыревым преобразователем непод- Qщения относительно биметаллической

вижной пьезоэлектрической пластины,рамы.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет компенсации температурной погрешности. При изменении температуры изменяется скорость распространения волны в неподвижной пластине 3. Это изменение компенсируется изгибом биметаллической рамы 10 и, следовательно, пластины 3. 1 ил.