Устройство для поверки преобразователей линейных перемещений Советский патент 1991 года по МПК G01B7/00 

&7///у77Ъ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машино- и приборостроении при поверке измерительных преобразователей.

Целью изобретения является повышение точности поверки путем повышения точности задания эталонного перемещения и увеличение производительности измерений путем автоматизации поверочных операций.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит основание 1, к которому прикреплен цилиндрический корпус 2. Внутри корпуса 2 размещены шток 3, закрепленный на двух мембранах 4, и обмотка 5 электромагнита. На штоке 3 установлен сердечник 6 электромагнита и упор 7 с пружиной 8, поджатой к тарелке 9. Для ограничения движения штока в корпусе 2 установлены втулки 10. На нижнем конце штока 3 закреплен наконечник 11 со сферическим торцом.

В верхнем конце штока 3 выполнен паз. Перпендикулярно пазу 3 в штоке 3 запрессованы штифты-упоры 12, которые расположены параллельно и на заданном расстоянии один от другого. На верхнем конце штока 3 по скользящей посадке установлен стакан 13 с запрессованным в него калиброванным штифтом 14,который, в свою очередь, расположен в зазоре между штифтами-упорами 12.

В верхней части цилиндрического корпуса 2 установлена втулка 15, прижимающая мембрану 4 к тарелке 9. На верхнюю часть стакана 13 насажен якорь 16 электромагнита, обмотка 17 которого размещена во втулке 15 соосно с осью штока 3. Калиброванный штифт 14 поджат к одному из штифтов-упоров 12 с помощью пружины 18, один из концов которой опирается в торец втулки 15, другой - в якорь 16 электромагнита. На корпусе 2 закреплен кронштейн 19 для установки контролируемого преобразователя. Диаметр калиброванного штифта 14 выбран таким, чтобы перемещение стакана 13 относительно штока 3 было равно значению величины, измеряемой между соседними точками поверки. Стакан 13 с запрессованным в него калиброванным штифтом 14 выполняет функции узла мер, электромагнит, содержащий якорь 16 и обмотку 17, является механизмом дискретного перемещения узла мер, шток 3, установленный в корпусе на мембранах 4, вместе с сердечником 6 и обмоткой 5 электромагнита образуют механизм непрерывного перемещения узла мер.

Устройство содержит также микроконтроллер 20, подключенный к его входу аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 21, подсоединенный к первому выходу микроконтроллера последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)

22 и первый усилитель 23 и подсоединенный к второму выходу микроконтроллера 20 второй усилитель 24. Контролируется преобразователь 25 линейных перемещений.

Устройство работает следующим образом.

Для подготовки к процедуре поверки микроконтроллер 20 подает на вход второго усилителя 24 такой сигнал, чтобы якорь 16 электромагнита находился нижнем положении.

На кронштейн 19 устанавливают поверяемый преобразователь 25 так, чтобы его наконечник касался торца стакана 13 в положении, соответствующем нижнему пределу измерений. С этой целью по программе в памяти микроконтроллера 20 сравнивается код выходного сигнала АЦП 21, зависящий от положения наконечника поверяемого датчика, с первой константой

в программе, соответствующей нижнему пределу измерения. Если уровень выходного сигнала датчика не соответствует нижнему пределу измерения, с выхода микроконтроллера 20 на ЦАП 22 поступает

код, изменяющий напряжение на выходе первого усилителя 23 до тех пор, пока сердечник 6 электромагнита не установит шток 3 в первую поверяемую точку, соответствующую нижнему пределу выходного сигнала.

АЦП 21.

В установившемся положении штока 3 от микроконтроллера 20 на усилитель 24 поступает сигнал на отпускание пкоря 16 и штифт 14 соприкасается с верхним штифтом-упором 12. В результате наконечник преобразователя 25 перемещается во вторую поверяемую точку характеристики измерительного преобразователя, при этом наконечник перемещается на величину,

равную перемещению стакана 13 со штифтом 14 между штифтами-упорами 12. Сравнивают второе значение выходного сигнала с номинальным, значением и получают погрешность во второй поверяемой точке хасрактеристики.

Для определения погрешности в следующей точке характеристики по сигналам уп- равления от микроконтроллера 20 опускается якорь 16 в нижнее положение до соприкосновения штифта 14 с нижним упором 12, перемещается сердечник б электромагнита в положение, соответствующее второй контролируемой точке. Опускается якорь 16, перемещается вверх наконечник

npt5oh|;,i ЮШПРЛМ Л я положение, соответствующее грен.ии поверяемой точке.

Микроконтроллер 20 сравнивает третье значение выходного сигнала АЦП 21 с номинальным значением и получает погреш- ность в третьей поверяемой точке характеристики преобразователя. Повторяя эту процедуру, микроконтроллер 20 осуществляет поверку в остальных точках характеристики.

Для преобразователей с характеристикой, несущественно отличающейся от линейной, в ряде случаев достаточно ограничиться поверкой средней чувствительности в диапазоне измерения. С этой целью устанавливается выходной сигнал YI вращением нижней втулки 10 при отсутствии тока в обмотках электромагнитов. При вращении нижней втулки 10 шток 3 перемещается вместе с наконечником преобразо- вателя 25. Подается по программе, записанной в постоянном запоминающем устройстве микроконтроллера 20, напряжение на обмотку 5 электромагнита. Уровень напряжения устанавливается достаточным для подъема штока 3 до касания с верхней втулкой 10. Фиксируют второе значение Y2 выходного сигнала, и микроконтроллер 20 вычисляет чувствительность

S(Y2-Yi)/D,

где D - диапазон измерения преобразователя.

Сравнением чувствительности s с номинальным значением чувствительности 5н осуществляется поверка преобразователя.

Диапазон D, равный перемещению штока 3 между втулками 10, измеряется посредством образцового преобразователя и концевых мер длины, устанавливаемых под наконечник 11. Таким же образом измеряет- ся перемещение стакана 13, равное D.

Формула изобретения Устройство для поверки преобразователей линейных перемещений, содержащее

узел мер, механизм непрерывного перемещения узла мер, механизм дискретного перемещения узла мер, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и увеличения производительности поверки, оно снабжено последовательно соединенными аналого-цифровым преобразователем, микроконтроллером, цифроаналоговым преобразователем и первым усилителем, вторым усилителем, подключенным к второму выходу микроконтроллера, механизм не- прерывного перемещения узла мер выполнен в виде цилиндрического корпуса, размещенного в нем на упругих элементах соосно с осью корпуса штока со сферическим наконечником на одном из концов и радиальным сквозным пазом с запрессованным перпендикулярно оси штока на заданном расстоянии друг от друга вдоль оси штока двумя штифтами-упорами на другом, электромагнита, подпружиненный сердечник которого закреплен на штоке, а обмотка размещена в цилиндрическом корпусе соосно с его осью с возможностью взаимодействия с сердечником, узел мер выполнен в виде стакана, установленного на штоке с возможностью перемещения вдоль него со стороны, противоположной концу со сферическим наконечником, калиброванного штифта, запрессованного в стакан перпендикулярно его оси так, что он расположен в пазу штока между двумя штифтами-упорами, механизм дискретного перемещения узла мер выполнен в виде электромагнита, подпружиненный сердечник которого запрессован на верхнем торце стакана узла мер, обмотка размещена в цилиндрическом корпусе соосно с его осью с возможностью взаимодействия с сердечником, первый усилитель подключен выходом к обмотке электромагнита механизма непрерывного перемещения узла мер, а второй усилитель выходом подключен к обмотке электромагнита механизма дискретного перемещения узла мер.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машино- и приборостроении при поверке измерительных преобразователей. Целью изобретения является повышение точности поверки и увеличение производительности измерений. На кронштейн 19 устанавливают поверяемый преобразователь 25 так, чтобы его наконечник касался торца стакана 13 в положении, соответствующем нижнему пределу измерений. Для этого микроконтроллер 20 выдает сигнал через цифроанало- говый преобразователь 22 и усилитель 23 на обмотку 5 электромагнита. Шток 3 занимает соответствующее положение. Калиброванный штифт 14 упирается при этом в нижний штифт-упор 12. Микроконтроллер 20 через усилитель 23 подает сигнал на обмотку 17 электромагнита. Якорь 16 опускается и стакан 13 перемещает наконечник преобразователя 25 в следующую измерительную позицию. Последовательно подавая сигналы на обмотки 5 и 17 электромагнитов, микроконтроллер 20 осуществляет, программное перемещение сердечника кот- нролируемого преобразователя 25 в заданные точки контролируемого диапазона. Сигнал преобразователя 25 сравнивается с эталонным сигналом. 1 ил. Ё