Измерительная головка Советский патент 1991 года по МПК G01B5/20 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах и системах координатных измерений, например в координатных измерительных машинах.

Целью изобретения является повышение точности.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема измерительной головки; на фиг. 2 - электрическая схема головки; на фиг. 3 и 4 - эпюры распределения колебаний в концентраторе до и после касания наконечником головки измеряемой поверхности.

Измерительная головка содержит корпус 1 с фланцем 2, чувствительный элемент, выполненный в виде двухступенчатого концентратора 3, измерительный наконечник 4, соединенный со ступенью 5 меньшего диаметра, пьезоэлектрический возбудитель 6 механических колебаний, закрепленный на ступени 7 большего диаметра, и фланец 8, соединенный с концентратором 3 в месте Стыка двух его ступеней 5 и 7. Фланец 8 базируется в корпусе 1 с помощью элементов 9, расположенных на фланце 2 корпуса. Поджатие фланца 8 к корпусу 1 осуществляется пружиной 10. На фланце 8 закреплены демпфирующие элементы 11.

Пьезоэлектрический возбудитель 6 механических колебаний содержит возбуждающую 12 и измерительную 13 обкладки и общую обкладку 14. К обкладке 12 подключен высокочастотный генератор 15, с обкладками 12 и 13 соединен фазометр 16 и блок 17 регистрации.

О

Ъь

VI

Ю Ю

со

Измерительная головка работает следующим образом.

На возбуждающую обкладку 12 подают высокочастотное переменное напряжение от генератора 15, под действием которого пьезоэлектрический возбудитель 6 измено- ет свои линейные размеры и возбуждает в концентраторе 3 продольные (осевые) колебания. Частоту генератора выбирают близкой к основной (первой) гармонике собственных колебаний концентратора 3. Такой режим возбуждения гарантирует, что плоскость, в котором амплитуда продольных механических смещений в концентраторе равна нулю, совпадает с плоскостью крепления концентратора к корпусу 1 измерительной головки, т.е. со средней линией фланца 8, и демпфирующие элементы 11 на работу колебательной резонансной системы не оказывают никакого влияния.

Благодаря высокой добротности колебательной системы концентратора сдвиг фаз между питающим напряжением и напряжением, снимаемым с обкладки 13 и возбуждаемым механическими колебаниями концентратора, незначителен. Величину этого сдвига фаз отмечает фазометр 16.

В момент касания наконечником 4 измеряемой поверхности (не показана) нарушается резонансный режим колебаний

концентратора. Распределение колебаний в нем меняется. Узел колебаний, находившийся в плоскости крепления концентратора, смещается (фиг. 4) и в плоскости крепления возбуждаются колебания. Демпфирующие элементы 11 гасят возникшие во фланце 8 колебания, исключая всякую возможность возникновения любых резонансных явлений в элементах крепления и увеличивают энергетические потери резонансной системы, При этом резко снижается добротность колебательной системы и сдвиг фаз между питающим напряжением и напряжением, генерируемым колебаниями концентратора, меняется, что измеряется фазометром 16 и регистрируется в блоке 17. Формула изобретения Измерительная головка, содержащая корпус, чувствительный элемент, выполненный в виде цилиндрического двухступенчатого концентратора механических колебаний, фланец, соединенный с концентратором в месте стыка двух его ступеней и предназначенный для базирования концентратора в корпусе, и соединенный с концентратором пьезоэлектрический возбудитель механических колебаний, отличэющая- с я тем, что, с целью повышения точности, она снабжена соединенным с фланцем демпфирующим элементом.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в координатных измерительных устройствах, например в координатных измерительных машинах. Целью изобретения является повышение точности. Измерительная головка содержит корпус с чувствительным элементом, выполненным в виде двухступенчатого концентратора механических колебаний, генерируемых соединенным с концентратором пьезоэлектрическим возбудителем. Базирование концентратора в корпусе осуществляется с помощью фланца, соединенного с концентратором в месте стыка двух его ступеней. На фланце закреплен демпфирующий элемент, создающий дополнительные потери в колебательной системе и уменьшающий ее добротность при касании чувствительным элементом измеряемой поверхности. Дополнительное уменьшение добротности в момент касания повышает чувствительность и точность измерительной головки. 4 ил. Ј

Фи,г.1

/2VX

/J

Фиг. 2