Датчик пути Советский патент 1992 года по МПК G01C22/00 G01B5/02 

(риг.1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расстояний по различным поверхностям, которые можно прокалывать или упруго деформировать острием иглы.

Известно устройство для измерения длины пройденного пути, содержащее измерительное колесо и кинематически связанное с ним отсчетно устройство. Для улучшения сцепления измерительного колеса с измеряемой поверхностью на нем установлен обод из эластичного материала.

Недостатком этого устройства является на личме погрешностей измерения в связи с явлением упругого скольжения при деформации обода.

Известно устройство для измерения пройденного пути, содержащее измерительное колесо и кинематически связанное с ним отсчетное устройство. С целью снижения деформирования эластичного обода этого колеса он армирован нерастяжимыми кольцами, расположенными по периферии.

Недостатком этого устройства являются погрешности измерения, обусловленные изменением радиуса качения в процессе измерений и также явлением упругого скольжения

Известно устройство для измерения пройденного пути, содержащее измерительное колесо и кинематически связанное с ним отсчетное устройство. С целью снижения проскальзывания измерительное колесо снабжено радиальными иглами.

Недостатком этого устройства являются погрешности измерения, обусловленные неравномерной величиной радиуса качения из-за колебаний твердости измеряемой поверхности.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что- в датчике пути, содержащем измерительное колесо с радиусом R, радиальные ггль; высотой h, равномерно распределенные по по: верхности колеса с угловым шагом #и соединенные с ним посредством узлов креплений и отсчетное приспособление, кинематически связанное с колесом, выполнен узел крепления иглы в виде паза на поверхности измерительного колеса, заполненного сплавом Вуда, а высота игл определяется соотношением

1

При этом легкоплавкий (72°С), но твердый сплав Вуда позволяет произвести точную сборку колеса с иглами и надежно их зафиксировать, а расчетная высота игл

обеспечивает возможность внедрения в любой момент времени одной иглы на всю рабочую часть h, или двух соседних, одновременно внедряемых, на суммарную

высоту, равную или близкую высоте одной иглы. С учетом усилия прижатия, достаточного для внедрения игл и постоянного касания жесткого обода с измеряемой поверхностью достигается практическое от0 сутствие проскальзывания, постоянство радиуса качения, что существенно снижает погрешности измерения по сравнению с известными устройствами, т. е. повышает точность измерений.

5 На фиг. 1 показан датчик пути, общий вид; на фиг. 2 - схема положения измерительного колеса и обкатываемой поверхности при внедрении одной иглы; на фиг. 3 - то же, при внедрении двух игл.

0 Датчик пути содержит два измерительных колеса 1, установленных в одной плоскости зубчатый синхронизатор 2 вращеи -1я и отсчетное устройство 3, кинематически связанное с синхронизатором. Каж5 дое измерительное колесо имеет корпус А, установленный на валу 5 в подшипнике 6, опирающемся на корпус 7 датчика ОДежду корпусом 4 колеса и корпусом 7 датчика установлено уплотнение 8. В корпусе 4 ко0 леса выполнен кольцевой паз 9, а со стороны рабочей поверхности 10 корпуса А выполнены сквозные радиальные отверстия 11, выходящие в паз 9. В отверстиях 11 установлены иглы 12, задняя часть которых

5 находится в пазу 9, Паз 9 залит сплавом Вуда.

Подбор параметров датчика производится с учетом нескольким факторов, а приведенной формулой пользуются на

0 конечном этапе для уточнения рабочей (выступающей над ободом) высоты иглы h. При этом радиус измерительного колеса R принимают по принципу чем больше, тем лучше ; предварительно, с учетом усилия

5 прижатия, не вызывающего видимой деформации обода и измеряемой поверхности, устанавливают наименьшую высоту иглы, при которой обод с небольшим прижатием касается поверхности, а момент трения в отсчет0 ном устройстве не вызывает движения изом с царапанием поверхности иглой, После определения достаточной для исключения юза высоты иглы определяют с помощью приведенной формулы также предварительно уг5 ловой шаг в, затем принимают его кратным 360, чтобы получить целое число игл, и далее уточняют требуемую высоту игл окончательно. Выбранная таким образом высота игл обеспечивает приближенно постоянное со- противление внедрению их в измеряемую

поверхность и, следовательно практически постоянные условия касания обода колеса с нею.

Датчик работает следующим образом.

Датчик устанавливается на движущем- ся объекте, например, на устройстве для проведения искривленных скважин с обсадкой стенок полимерным материалом. При движении объекта измерительные колеса начинают вращаться и через валы 5 и синх- ронизатор 2 передают вращение на отсчет- ное устройство. При вращении колес 2 иглы 12 внедряются в измеряемую поверхность, утапливаясь в ней полностью, прокалывая ее, или упруго деформируя, при этом рабо- чая поверхность колеса всегда находится в контакте с измеряемой поверхностью. Когда одна из игл полностью утоплена в измеряемую поверхность, другие с ней не контактируют (фиг, 2), Когда эта игла н-ачи- нает-выходить из наколотого ею углубления, в контакте поверхностью начинает входить соседняя с ней игла. Когда обе иглы окажутся утопленными на равные глубины, тогда суммарная глубина составит полную высоту h (фиг. 3) Этот момент принят в качестве расчетного для вывода приведенной формулы для определения h. В остальное время контакта имеет место приблизительное равенство суммарной глубины внедрения двух игл величине h. Однако этого достаточно для обеспечения неизменным радиусе качения и отсутствия проскальзывания.

Таким образом, предлагаемый датчик по сравнению с известными позволяет измерять длину пройденного пути с более высокой точностью.

Формула изобретения Датчик пути, содержащий измерительное колесо с радиусом R, радиальные иглы с высотой h, равномерно распределенные по поверхности колеса с угловым шагом 0и соединенные с ним посредством узлов крепления, и отсчетное приспособление, кинематически связанное с колесом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, каждый узел крепления иглы выполнен в виде паза на поверхности измерительного колеса, заполненного сплавом Вуда, а высота игл определяется из соотношения

1 -п.

h

Изобретение относится к измерительной технике, к измерениям расстояний по различным поверхностям. Сущность изо- 1 бретения: датчик пути содержит измерительное колесо ЙК)П, зубчатый синхронизатор 2 вращения и отсчетнрёустройство 3. ИК содержит корпус 4Г в котором выполнен кольцевой паз 9, С поверхности обода колеса в паз 9 выполнены радиальные сквозные отверстия 11, в которых установлены иглы 12. Паз 9 залит сплавом Вуда, Высота рабочей части иглы выбирается из расчета захода этой части иглы в измерительную поверхность, чтобы обод колеса находился постоянно в контакте с измеряемой поверхностью. 3 ил,

Фиг.1

оыз