Прибор для измерения накопленной погрешности шага по зубчатому колесу Советский патент 1981 года по МПК G01B7/287 G01B7/30 

Изобретение касается измерительной техники в машиностроении, а имен но средств контроля зубчатых колес. Известны устройства для измерения накопленной погрешности шага по зубчатому колесу, которые содержат преобразователь положения профиля зуба измеряемого колеса , преобразователь угла поворота измеряемого колеса, выполненный в виде импульсного генератора и жестко связанный по углу поворота с измеряемым колесом; по ключенное к преобразователю угла поворота цифровое устройство и регистр рующее устройство.. Цифровое устройство выполнено в виде последовательно соединенных электронного умножителя, настроенного на число зубьев измеряемого колеса и электронного делителя, настроен юго число делений преобразователя угла поворота.В качестве преобра зователя положения профиля зуба испол зован контактный электромеханический преобразователь, например индуктивный. Чувствительный элемент этого преобразователя вводится на время измерения в промежуток между двумя соседними зубьями контролируемого колеса. Схема известного устройства построена так, что первый импульс с индуктивного преобразователя, получаемый в середине его предела измерения, устанавливает электронный делитель цифрового устройства в положение ноль. При последующих измерениях чувствительный элемент преобразователя вводится между зубьями и начинает регистрировать величину отклонения от момента соприкосновения с зубом до момента получения сигнала, соответствующего номинальному окружному шагу. Затем чувствительный элемент .индуктивного преобразователя выводится из зацепления с зубом контролируемогр зубчатого колеса. Таким образом, индуктивный преобразователь является не только преобразователем положения профиля зуба, но и отсчетно-измерительным устройствсм вместе с регистрирующим устройством. Однако для известного устройства характерно, во-первых, снижение точ.нести измерения за счет внесения дополнительных погрешностей, связанных с тем, что преобразователь положения входит в состав счетно-измерительного устройства, а во-вторых, ограничение пределов измерения, также свя-( занное с тем, что преобразователь положения входит в состав отсчетноизмеритель.ного устройства.

Цель изобретения - повышение точности и расширение пределов измерения

Это достигается тем, что предлагаемый прибор снабжен регулируемым интерполятором и электронным ключом последовательно включенными между npe образователем угла поворота и регистрирующим устройством, импульсньви фазовым компаратором, имеющим блок управления, и узлом определения знака параллельно включенными между выходами преобразователя положения и цифрового устройства, компаратор подключен также к электронному ключу, а узел определения знака - к регистрирующему устройству.

Такое выполнение прибора позволя ет повысить его точность и расширить пределы измерения. Этот эффект обеспечивается изменением электронной схемы, позволяющим использовать в качестве отсчетно-измерительного устройства преобразователь угла поворота совместно с регистрирующим устройством.

На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемого прибора , на фиг, 2 - переменная диаграмма работы предлагаемого прибора.

Прибор содержит преобразователь 1 положения профиля зуба измеряемого колеса 2, преобразователь 3 угла поворота колеса 2, цифровое устройство в виде последовательно соединенных электронного умножителя 4 и электронного делителя 5, регулируемый интерполятор 6, электронный ключ 7, импульсный фазовый компаратор 8 с блоксам управления, узел 9 определения знака, регистрирующее устройство 10.

Преобразователь 1 представляет собой или бесконтактное фотоэлектрическое устройство, или индуктивный преобразователь, или одновитковый червяк. Преобразователь 3 выполнен в виде импульсного генератора и жестко связан по углу поворота с иэме ряемым колесом 2 С установлен с ним на одной оси 11). Цифровое устройство подключено к преобразователю 3 и предназначено для преобразования сигналов, поступающих с преобраэователя 3 в серию импульсов, соответствующих номинальному шагу по эубчато му колесу. Электронный умножитель 4, настроен на число зубьев измеряемого колеса, а электронный делитель 5 настроен на число делений преобразователя 3 угла поворота. Интерполятор 6 и электронный ключ 7 последовательно включены между преобразователем 3 и регистрирующим устройсгьом 10, имеющим счетчик 12, цифро-аналоговый преобразователь 13 и самописец 14 .

Фазовый компаратор 8 и узел 9 определения знака включены параллельно между выходами 15 и 16 соответственно преобразователя и цифрового устройства. Узел 9 подключен к регисрирующему устройству 10. Компаратор подключен к электронному ключу 7 для управления им.

Прибор работает следующим образом.

Поскольку умножитель 4 настроен на число зубьев измеряемого колеса, а делитель 5 на число делений преобразователя 3 угла поворота, то при вращении измеряемого колеса вместе с преобразователем угла поворота последний вырабатывает N импульсов за один оборот. При умножении этого числа импульсов на число Z, равное числу-зубьев измеряемого колеса, получают на выходе делителя в точке а - Z импульсов, соответствующих номинальнсилу шагу по зубчатому колесу при соответствующей стабилизации скорости вращения.

От преобразователя 1 положения профиля зуба за один оборот в точку В (см. диагрг1мму7 поступает также Z импульсов, только расположенных по окружности в соответствии с реальным шагом по зубчатому колесу. В схеме выполнено устройство для одновременного начала отсче- а и номинального шага по зубчатому колесу, который устанавливает делитель 5 в положение ноль при поступлении первого сигнала с преобразователя 1 на фазовый компаратор 8.

Помимо этого фазовый компаратор 8 вырабатывает импульсный сигнал, длиг ельность которого пропорциональна разности фаз двух вышеназванных сигналов. Этот сигнал открывает электроный ключ 7 и пропускает на счетчик 12 импульсы с интерполятора б шага дления преобразователя угла поворота. После закрывания ключа 7 код счетчика переносится в цифро-аналоговый преобразователь 13 с помощью сигнала компаратора 8, а 3aajjeM счетчик 12 устанавливается в положение ноль,

В зависимости от знака накопленной погрешности шага по зубчатому колесу узел 9 определения знака вырабатывает сигналы управления полярностью выходного напряжения цифро-аналогового преобразователя.

Интерполятор шага можно перестраивать на любое число например,от 1 до 120 ,меняя таким образом иену деления на регистрирующем устройстве в широком диапазоне,что позволяет, значительно расширить пределы измерения устройства и сохранить при этом высокую точность, так как в качестве отсчетного элементаиспользуется например,круговой фотоэлектрический преобразователь. Работа прибора поясняется временной диаграммой (см,фиг.2). На графике А дана серия импульсов 17, соответствующих номинальному шагу по зуб чатому колесу и получаемых в точке блок-схемы (см. фиг. 1). Н графике В дана серия импульсов 18, соответствующих реальному шагу по зубчатому колесу и получаемых В блок-схемы. Д5 , дЗ и далее до ДЗ - погрешность на одном двух и далее на Z шагах (Z - число з бьев измеряемого колеса). На графике С показаны прямоугольники 19, ширина которых соответствует величинам Д5 и т.д. на графике В и характеризует отрезок времени, на которое открывается ключ 7 (см. фиг. 1). Знак + или - , изображенный в прямоугольнике, соответствует знаку накопленной погрешности на одном, двух, трех и Z зубьях измеряемого колеса и вырабатывается узлом 9 определения знака (см.фиг.1) На графике О даны сигналы, состоящие из пачек импульсов 20, посту пающие на вход счетчика 12. Количес во импульсов в каждой пачке пропорц нально US, ДВ 2г V На графике Е изображены импульсы 21 сброса - записи, поступающие на вход цифро-аналогового преобразо вателя. На графике F дана кривая 22, по лучаемая на самописце 14, соответствующая выходному сигналу, поступающему на самописец с преобразователя 13. Fpf - накопленная погрешность шага по зубчатому колесу. Формула изобрютения Прибор для измерения накопленной погрешности шагапо зубчатому колесу, содержащий преобразователь положения зуба измеряемого колеса, преобразователь угла поворота измеряемого колеса, вьчолненный в виде импульсного генератора и жестко связанный по углу поворота с измеряемым колесом, подключенное к преобразователю угла поворота цифровое устройство, выполненное в виде последовательно соединенных электронного умножителя, настроенного на число зубьев измеряемого колеса, и злектронного делителя, настроенного на число делений преобразователя угла поворота, и регистрирующее устройство, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности и расширения пределов измерения, он снабжен регулируемым интерполятором и злектронным ключом, последовательно включенными между преобразователем угла поворота и регистрирующим устройством, импульсные фазовым компаратором, имеющим блок управления, и узлом определения знака, параллельно включенными между выходами преобразователя положения и цифрового устройства, компаратор подключен также к электронному ключу, а уэел определения знака - к регистрирующему устройству.

J Фб1г.1 I

Ф(/а.2