Толщиномер Советский патент 1993 года по МПК G01B5/06 

Изобретение относится к измерительной технике.

Цель изобретения - расширение номенклатуры контролируемых материалов.

Указанная цель достигается тем, что у толщиномера, включающего две измерительные площадки, между которыми помещают образец, узел нагружения, измеритель перемещения верхней площадки, нижняя измерительная площадка зафиксирована неподвижно, верхняя - с возможностью вертикального перемещения и соединена с измерителем перемещения посредством штока, а в узел нагружения дополнительно включена цилиндрическая пружина сжатия с датчиком силы сжатия пружины, причем пружина соосно расположена со штоком, который опирается на верхний торец пружины, нижний торец опирается на вилку датчика, жестко связанного с кареткой вертикального перемещения пружины, а измеритель перемещения площадки и датчик для измерения силы сжатия пружины связаны с выходом на двухкоорди- натный самописец, кроме того узел нагружения снабжен встроенным в прибор устройством для калибровки прибора по нагрузке.

На чертеже представлена функциональная схема толщиномера.

Толщиномер включает две измерительные площадки - нижнюю 1, которая зафиксирована неподвижно, и верхнююг2. которая установлена с возможностью вертикального перемещения и соединена с измерителем 3 перемещений посредством

00

о VI

со

00

штока 4. Шток 4 является одним из элементов узла нагружения, который дополнительно содержит цилиндрическую пружину 5 сжатия с датчиком 6 силы сжатия. Пружина 5 расположена соосносо штоком 4, который опирается на эту пружину, а вторым торцем пружина 5 соединена с вилкой датчика б, жестко связанной с кареткой 7 привода 8 вертикального перемещения пружины от электродвигателя 9,

Измеритель 3 перемещения через преобразователь 10 подключен к двухкоорди- натнрму самописцу 11.

Датчик б измерения силы сжатия пружины 5 через преобразователь 1-2 подключен к индикатору 13 нагрузки 3 и к двухкоординатному самописцу 11.

Нижняя измерительная площадка 1 неподвижно фиксируется в отверстии столика 14 кулачком 15, :;

Устройство для калибровки прибора по нагрузке включает в себя нижнюю площадку 1, которая опирается на силоизмеритель- ный датчик 16 при освобождении кулачка 15 с помощью рукоятки 17.

Устройство работает следующим образом. Периодически, а в случае необходимо- сти и перед началом измерений, производится калибровка узла нагружения. Поворотом рукоятки 17 и кулачка 15, Связанного с ним. освобождают площадку 1, которая в режиме измерений толщины материала,, жестко фиксируется в неподвижном положении. Включают двигатель 9 и каретку 7 перемещают в крайнее верхнее положение. При этом просвет между площадками 1 и 2 будет максимальным. На площадку 1 устанавливают эталонный груз, давление которого воспринимается упругим элементом датчика 16. Переключателем 11 датчик 16 подключают к индикатору нагрузки и производят его калибровку.

- Затем снимают эталонный груз, включают двигатель и опускают каретку 7 вниз. При этом происходит сближение площадок и до момента их касания индикатор нагрузки указывает О, а затем нагрузка плавно возрастает. Когда нагрузка достигнет значения, равного весу эталонного груза, двигатель выключают, а переключатель Hi включают в верхнее по схеме положение, при этом производят калибровку преобразователя 12 таким образом, чтобы обеспечивалось равенство показаний индикатора нагрузки при любом положении переключателя Hi.

После калибровки узле нагружения площадку 1 снова фиксируют кулачком 15 в неподвижном относительно корпуса положении и устанавливают нулевое положение измерителя перемещений площадки 2. Преобразователь 12 служит для выдачи сигнала, пропорционального нагрузке на измеряемый образец по величине сигнала,

пропорционального усилию.сжатия пружины 5 и реализует следующую функциональную зависимость

Fo -Р4т2 + Рип - Fy, где Fo - нагрузка, действующая на образец;

Р4-2 - вес элементов штока и площадки Ъ , .: :-....: v -; ... . ;: . Fmi давление ножки измерителя перемещений, причемс Fy-сила сжатия (упругости) пружины,

.Наличие двух датчиков в узле нагружения, калибровочного и рабочего, позволяет

легко проверить соотношения нагрузок, передаваемых на площадку 1 при любом положении площадки 2 и ввести

соответствующие поправки в преобразоватёль 12;..;. ; .-V ;: .:;.: ;;;. .:;....,:,: .:

При непрерывном движении каретки вниз и при наличии измеряемого образца 18 между площадками нагрузка на образец

плавно возрастает, что приводит к пропорциональному росту сигнала в канале самописца, начиная с нулевого значения до максимального, определяемого массой щто,Ka/- ; :.::-,.:v:: ;.;:,./ : ,; -; /: . V-v .

при этом за счет деформации материала образца показания измерителя перемещений уменьшаются, начиная с максимального значения в момент контакта площадки 2 с измеряемым объектом, до минимального значения, соответствующего максимальной нагрузке.

На канале у самописца при этом также выдается пропорциональный сигнал, что позволяет получить графическую запись градиента толщины, т.е. кривой, показывающей зависимость толщины материала от нагрузки (давления), приложенной к образцу.

Для измерения толщины материала при

фиксированных нагрузках преобразователь 12 выполняет также и роль компаратора, т.е. устройства, выдающего сигнал остановки двигателя при равенстве нагрузки на образец и предварительно заданной с пульта

управления, что обеспечивает универсальность применения прибора в широком диапазоне давлений, задаваемых различными стандартами, При этом (толщину) непосредственно снимают с табло прибора.

Фор мула изобретения

. Толщиномер, содержащий измеритель перемещения, две измерительные площадки, одна из которых установлена с возможностью осевого перемещения и кинематически связана с измерителем перемещения, привод перемещения этой площадки и блок управления, от л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью расширения номенклатуры контролируемых материалов, кинематическая связь выполнена в виде установленного с возможностью осевого перемещения штока, один конец которого связан с измерителем перемещения, установленной коаксиально со штоком пружины сжатия, соединенной с другим концом што0

ка и первой измерительной площадкой, и связанного с пружиной датчика, соединенного соответственно с приводом перемещения и блоком управления, а толщиномер снабжен самописцем, соединенным с измерителем перемещения и блоком управления, и механизмом калибровки, связанным с второй измерительной площадкой и блоком управления.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является расширение номенклатуры контролируемых материалов. Цель достигается тем, что в толщиномере, включающем две Измерительные площадки, между которыми крепится образец, узел нагружения, измеритель перемещения площадки, нижняя измерительная площадка зафиксирована неподвижно, верхняя - с возможностью вертикального перемещения и соединена с измерителем перемещения посредством штока, а в узел нагружения дополнительно включена цилиндрическая пружина сжатия с датчиком измерения силы сжатия. Пружина расположена соосно со штоком, который опирается на эту пружину, вторым концом пружина соединена с вилкой датчика, жестко связанного с кареткой вертикального пе- ремещения пружины. Измеритель перемещения площадки и датчик силы сжатия пружины (через преобразователь) подключены к координатному самописцу, а узел нагружения снабжен встроенным в прибор устройством для калибровки прибора по нагрузке, действующей на измеряемый образец. 1 ил. Ч-f Ј