Устройство крепления измерительной линейки в фотоэлектрическом преобразователе линейных перемещений Советский патент 1992 года по МПК G01B3/00 G01D13/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в отсчетных системах измерительных приборов, координатно-измерительных машин, прецизионных станков.

Известно устройство крепления измерительной линейки в преобразователе линейных перемещений для измерения линейных перемещений с высокой точностью, до десятых долей микрометра, и в ши- пределах до 5 м. содержащем измерительную линейку, длина которой примерно равна предельному измеряемому перемещению, и индикаторную линейку малой длины, которая перемещается на величину измеряемого линейного интервала.

Измерительная линейка закреплена в металлическом корпусе и неподвижна, а индикаторная линейка закреплена на специальной каретке. Корпус преобразователя линейных перемещений и измерительная линейка изготовлены из материалов с различными коэффициентами теплового линейного расширения, поэтому на точность измерений оказывают влияние температурные перепады. Чтобы снизить это влияние, в известном устройстве предложено вместо элементов крепления измерительной линейки к корпусу преобразователя, обладающих низкой теплопроводностью, использовать упругие элементы, расположенные на определенном расстоянии друг от друга и имеющие заданную длину, причем длина

VI

сл

00 W

ю

ю

элементов и интервалы между ними определяются длиной измерительной линейки,

Однако это устройство характеризуется недостаточной точностью измерений, обусловленной тем, что измерительная линейка механически сильно связана с корпусом, а так как они выполнены из материалов с различными коэффициентами теплового линейного расширения, то при перепадах температуры окружающей среды измери- тельная линейка может деформироваться. Для повышения точности измерений измерительная линейка должна иметь возможность подвижки в продольном направлении при изменениях температуры независимо от корпуса.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство крепления измерительной линейки в преобразователе линейных перемещений, которое содержит выполнен- ные мз материалов с различными коэффициентами теплового линейного расширения корпус из профильного дюралюминиевого проката и установленную в нем стеклянную штриховую измерительную линейку длиной от одного до трех метров. Для исключения влияния тепловых деформаций на точность измерений используются промежуточные одинаковые Г-образные подкладки из листового материала, которые располагаются вдоль измерительной линейки через равные промежутки. Между измерительной линейкой и угловыми подкладками, а также между последними и корпусом размещены упругие резиновые прокладки. Прижим, фиксирую- щий положение измерительной линейки в корпусе, осуществляется с помощью резиновых жгутов, устанавливаемых через равные промежутки.

Однако данное устройство характери- зуется недостаточной точностью измерений из-за возможных деформаций измерительной линейки при изменениях температуры окружающей среды, так как в данном устройстве недостаточно обеспечена возмож- ность подвижки линейки в продольном направлении независимо от корпуса.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве крепления измерительной линейки в фотоэлектрическом преобразовате- ле линейных перемещений, содержащем корпус, измерительную линейку и фиксаторы положения линейки в корпусе, один из фиксаторов выполнен в виде упора, предназначенного для жесткого крепления линейки к корпусу, а остальные - в виде башмаков, подпружиненных в направлении, перпендикулярном плоскости линейки,

с возможностью их перемещения вдоль нее, в корпусе выполнен продольный прямоугольный шпоночный паз, а устройство снабжено призматическими шпонками, жестко закрепленными на одной из сторон линейки и установленными в пазу корпуса с возможностью перемещения вдоль него, и антифрикционными прокладками, установленными между корпусом и линейкой.

На фиг. 1 изображено устройство, поперечное сечение в месте шпоночного соединения с измерительной линейкой; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение в месте жесткого крепления измерительной линейки; на фиг. 3 - то же, продольное сечение.

Устройство крепления измерительной линейки в фотоэлектрическом преобразователе линейных перемещений содержит выполненные из материалов с различными коэффициентами теплового линейного расширения корпус 1 (выполненный, например, из дюралюминия) и установленную в нем измерительную линейку 2 (выполненную, например, из стекла).

В корпусе 1 выполнен прямоугольный шпоночный паз 3, в котором установлены с возможностью перемещения вдоль него призматические шпонки 4, жестко закрепленные, например, с помощью клея, на одной из сторон линейки.

Один из фиксаторов положения линейки 2 в корпусе 1 выполнен в виде упора, предназначенного для жесткого крепления линейки к корпусу, а остальные - в виде башмаков 5, подпружиненных в направлении, перпендикулярном плоскости линейки 2 с возможностью их перемещения вдоль нее. Между корпусом 1 и линейкой 2 установлены антифрикционные прокладки 6, выполненные, например, из фторопласта.

Устройство работает следующим образом.

При изменении температуры окружающей среды длины корпуса 1 и измерительной шкалы (линейки) 2 будут стремиться изменяться неодинаково вследствие того, что они выполнены из материалов с различными коэффициентами теплового линейного расширения. При этом произойдет перемещение измерительной шкалы (линейки) 2 вдоль корпуса 1 за счет того, что ей предоставлена только одна степень свободы перемещения - вдоль линии измерения, остальные степени свободы исключены тем. что положение измерительной шкалы (линейки) 2 фиксировано шпонками 4 в шпоночном пазу 3, не позволяющими измерительной шкале при изменениях температуры уходить от линии измерения. Подвижка измерительной шкалы (линейки) 2 в продольном направлении при этом произойдет независимо от удлинения корпуса 1 за счет малых сил трения между ними, так как за исключением одной точки жесткого крепления измерительной шкалы (линейки) 2 в корпусе 1 в остальных точках крепления силы трения незначительны за счет использования между шкалой (линейкой) 2 и корпусом 1 антифрикционных прокладок 6.

Таким образом, использование предлагаемого устройства крепления измерительной шкалы в устройстве для измерения линейных перемещений позволяет повысить точность измерений за счет устранения влияния температурных перепадов окружающей среды на погрешность измерений, что достигается благодаря тому, что предлагаемое крепление обеспечивает возможность независимого от корпуса продольного перемещения измерительной шкалы, что позволяет избежать ее деформации при изменениях температуры, так как

при этом не возникает механических усилий, сжимающих или растягивающих ее. Формула изобретения Устройство крепления измерительной линейки в фотоэлектрическом преобрэзователе линейных перемещений, содержащее корпус, измерительную линейку и фиксаторы положения линейки в корпусе, отличающееся тем, что, с целью повышения точности преобразователя,

0 один из фиксаторов выполнен в виде упора, предназначенного для жесткого крепления линейки к корпусу, а остальные - в виде башмаков, подпружиненных в направлении, перпендикулярном к плоскости линей5 ки, с возможностью их перемещения вдоль нее, в корпусе выполнен продольный прямоугольный шпоночный паз, а устройство снабжено призматическими шпонками, жестко закрепленными на одной из сторон ли0 нейки и установленными в пазу корпуса с возможностью перемещения вдоль него, и антифрикционными прокладками, установленными между корпусом и линейкой.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в отсчетных системах измерительных приборов. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Устройство содержит корпус, измерительную линейку и фиксаторы. Один из фиксаторов выполнен в виде упора, предназначенного для жесткого крепления к корпусу, а остальные в виде башмаков, подпружиненных в направлении, перпендикулярном плоскости линейки, с возможностью их перемещения вдоль нее. В корпусе выполнен продольный паз, а устройство снабжено призматическими шпонками, жестко закрепленными на одной из сторон линейки и установленными в пазу корпуса с возможностью перемещения вдоль него. Между корпусом и линейкой установлены антифрикционные прокладки. Устройство работает следующим образом. При относительном удлинении линейки относительно корпуса она скользит по антифрикционным прокладкам, оставаясь поджатой к корпусу фиксаторами. В поперечном направлении линейка удерживается от смещения за счет шпонок. 3 ил, (Л С

фиг./

Фиг. 2

/

/

X WWC-Xl

Л Ч ЧЧЧЧЧ |/ЧЧ Ч Ч

teJ