Преобразователь линейных перемещений Советский патент 1993 года по МПК G01B5/00 

-ч

Ю

Использование: отсчетные системы измерительных приборов, координатно-изме- рительных машин, прецизионных станков. Цель - повышение точности измерений. Сущность изобретения: преобразователь линейных перемещений содержит выполненные из материалов с различными коэффициентами теплового линейного расширения корпус и установленную в нем измерительную шкалу и равномерно размещенные вдоль шкалы узлы ее крепления к корпусу с прокладками. Одна из прокладок выполнена из теплоизоляционного материала и жестко закреплена на корпусе и шкале. Остальные прокладки выполнены из антифрикционного материала, Каждый узел крепления выполнен из жестко закрепленной на корпусе Г-образной стойки, закрепленного на ней башмака и взаимодействующих с ними крепежных элементов, Один башмак выполнен из теплоизоляционного материала и закреплен оппозитно первой прокладке на шкале. Остальные башмаки выполнены жесткими с боковыми цапфами и закреплены посредством плоских пружин на Г-образных стойках. Устройство снабжено упругими элемента- , ми, размещенными между жесткими башма- j ками и крепежными элементами. Повышение точности измерений достигается за счет устранения влияния температурных перепадов на погрешность измерений. 4 ил.

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

Известно устройство крепления измерительной шкалы в преобразователе линейных перемещений для измерения линейных перемещений с высокой точностью, до десятых долей микрометра, и в широких пределах - до 5 м, содержащее измерительную шкалу, длина которой примерно равна предельному измеряемому перемещению, и индикаторную шкалу малой длины, которая перемещается на величину

измеряемого линейного интервала.- Измерительная шкала закреплена в металлйче- -ском корпусе и неподвижна, индикаторная шкала закреплена на специальной каретке. Корпус преобразователя линейных перемещений и измерительная шкала изготовлены из материалов с различными коэффициентами теплового расширения, поэтому на точность измерений оказывают влияние температурные перепады. Чтобы снизить это влияние, в известном устройстве предложено вместо элементов крепления измерительной шкалы к корпусу преобразователя, обладающих низкой теп-. лопроводностью, использовать упругие элео ы

менты, расположенные на определенном расстоянии друг от друга и имеющие заданную длину, причем длина элементов и интервалы между ними определяются длиной измерительной шкалы.

. Недостатком известного устройства является недостаточная точность измерений, обусловленная тем, что измерительная шкала механически сильно связана с корпусом, а т;к. они быполнёны из материалов с различными коэффициентами теплового линейного расширения, то при перепадах температуры окружающей среды измерительная шкала может деформироваться. Для повышения точности измерений измерительная шкала должна иметь возможность подвижки в продольном направлении при изменениях температуры независимо от корпуса. . ,.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому является преобразователь линейных перемещений, выбранный в качестве прототипа.

Устройство-прототип содержит выполненные из материалов с различными коэффициентами теплового линейного расширения корпус из профильного дюралюминиевого проката и установленную в нем стеклянную штриховую измерительную шкалу длиной от одного до трех метров. Для исключения влияния тепловых деформаций на точность измерений .используется промежуточные Г-образные угловые подкладки из листового материала, которые располагаются вдоль измерительной шкалы через равные промежутки. Между измерительной шкалой и угловыми подкладками, а также между: последними и корпусом размещены упругие резиновые прокладки. Прижим, фиксирующий положение измерительной шкалы в корпусе, осуществляется с помощью резиновыхжгутов, устанавливаемых через равные промежутки.

Недостатком устройства-прототипа, являетсянедостаточная точность измерений за счет возможных деформаций измерительной шкалы при изменениях температуры окружающей среды, т.к. в данном устройстве недостаточно обеспечена возможность подвижки шкалы в продольном направлении независимо от корпуса.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе линейных перемещений, содержащем выполненные из материалов с различными коэффициентами теплового линейного расширения корпус и установленную в нем измерительную шкалу и равномерно размещенные вдоль шкалы узлы ее крепления к корпусу с прокладками, одна из

5 прокладок выполнена из теплоизоляционного материала и жестко закреплена на корпусе и шкале. Остальные прокладки выполнены из антифрикционного материала. Каждый из узлов крепления выполнен из

0 жестко закрепленной на корпусе Г-образ- ной стойки, закрепленного на ней башмака и взаимодействующих с ними крепежных элементов. Один из башмаков выполнен из теплоизоляционного материала и закреп5 лен оппозитио первой прокладке на шкале. Остальные башмаки выполнены жесткими с боковыми цапфами и закреплены посредством плоских пружин на Г-образных стойках. Устройство снабжено упругими элемента0 ми, размещенными между жесткими башмаками и крепежными элементами.

На фиг.1 изображен общий вид устройства крепления измерительной шкалы; на фиг.2 - узел жесткого крепления измери5 тельной шкалы; на фиг.З - узел подвижного крепления измерительной шкалы; на фиг.4 - узел подвижного крепления измерительной шкалы в разрезе.

Преобразователь линейных перемеще0 ний содержит выполненные из материалов с различными коэффициентами теплового линейного расширения корпус 1 (выполненный, например, из дюралюминия) и установленную в нем измерительную шкалу 2

5 (выполненную, например, из стекла). Равномерно вдоль шкалы 2 размещены узлы ее крепления к корпусу 1с прокладками 3 (выполненными, например, из слюды). Одна из прокладок 3 выполнена из теплоизоляцион0 него материала и жестко закреплена, например приклеена, на. корпусе 1 и измерительной шкале 2. Остальные прокладки 3 выполнены из антифрикционного материала, например из слюды или лавсана,

5 Каждый из узлов крепления выполнен из

крепежных элементов А, например винтов,

.жестко закрепленной на корпусе 1 Г-образной стойки 5, закрепленного на ней башма... ка.б или 7. Один из башмаков - башмак 6

0 выполнен из теплоизоляционного материала/например из капралона, и закреплен ,оп- позитно первой прокладке 3 на шкале 2. Остальные башмаки 7 выполнены жесткими, например из стали, с боковыми цапфами

6 8 и 9 и закреплены посредством плоских пружин. 10 и 11 на Г-образных стойках 5. Между жёсткими башмаками 7 и крепежными элементами 4 размещены упругие элементы 12, например выполненные из резины или винтовые пружины.

Формула изобретения Преобразователь линейных перемещений, содержащий выполненные из материалов с различными коэффициентами теплового линейного расширения корпус и установленную в нем измерительную шкалу и равномерно размещенные вдоль шкалы узлы ее крепления к корпусу с прокладками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, одна из прокладок выполнена из теплоизоляционного материала и жестко закреплена на кор- пусе и шкале, остальные прокладки выполнены из антифрикционного материа//

ла, каждый из узлов крепления выполнен из жестко закрепленной на корпусе Г-об- разной стойки, закрепленного на ней башмака и взаимодействующих с ними крепежных элементов, один из башмаков выполнен из теплоизоляционного материала и закреплен оппозитно первой прокладке на шкале, остальные башмаки выполнены жесткими с боковыми цапфами и закреплены посредством плоских пружин на Г-образных стойках, а преобразователь снабжен упругими элементами, размещенными между жесткими башмаками и крепежными элементами.

Фиг. /

У72

Фиг. Г

Иг

#лз.З