Пневматический датчик перемещений Советский патент 1977 года по МПК G01B13/02 

1

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может использоваться в качестве датчика обратной связи пневматических систем числового программного управления перемещением.

Известен пневматический датчик перемещений, содержащий зубчатую рейку-заслонку, со.пла, расположенные со смещением относительно зубьев, и логическую схему, оёёспечивгиощую преобразовакие пневматических импульсов в аналоговую величину 1.

Однако для получения высокой разрешающей способности необходимо использевать большое количество сопл, что приводит к значительному усложнению логической схемы.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является пневматический датчик перемещений, содержащий скрепленные между собой вращающиеся бокруг общей оси винт и зубчатый Д11СК,. ТрИ меры, выполненные каждая в ви.де Двух пневматических проточных камер с отв.ерстиями и расположенные, одна у периферии диска, так что, когда отверстия одной камеры совпадают с эпадинами зубчатого диска,отвеостия другой камеры перекрыты его

выступами, а две другие меры - вдоль винтаС2.11.

Одна из мер перемещается вдоль винта и на ее выходе получают сигнал отработки перемещения, на выходе другой меры, расположенной вдоль винта, опорный сигнал, служащий для выделения по фазе сигнала отработки, а на выходе третьей меры - тактирующий сигнал для измерения сдвига по фазе числом импульсов.

Однако известный датчик имеет ограниченный диапазон измерения из-за радиального биения винта при большой ег протяженности.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений.

Эта цель достигается тем, что предлагаемый датчик снабжен подвижным вдоль винта и расположенным между ним и одной из мер экраном с рядом сквозных отверстий, Шаг которых равен шагу винта, а направление - от винта к отверстиям экранируемой меры, диаметр последних больше шага винта, винт выполнен составным по длине из двух частей, сдвинутых вокруг оси на 180, а против каждой из частей расположена одна из камер экранируемой меры. На чертеже схематически изобргикеп предлагае1ишй датчик. Он содержит скрепленные между собой врашающиеся вокруг общей оси винт 1 и зубчатый диск 2, меры 3-5 и экран 6 Винт 1 сострит из д8ух| частей 7 и 8 сдвинутых вокруг оси на iSO . Мера 5 содержит две пневматические камеры 9 и 10 с отверстиями 11. Меры 3 и 4 содержат камеры с отверстиями, аналогич но мере 5. В экране 6 выполнены сквоз ные отверстия 12, шаг которых равен шагу винта 1, а направление - от винт к отверстиям экранируемой меры 5. Диаметр d отверстий 11 экранируемой меры 5 больше шага t винта 1. Все мер неподвижны. Экран 6 подвижен вдоль ви та i и связан с объектом измерения ил контроля. Мера Э расположена у перифе рии диска 2, так что, когда отверстия одной камеры совпадают с впадинами зу чатого диска 1, отверстия другой каме ры перекрыты его выступами. Меры 4 и 5 расположены вдоль винта 1. Против части 7 винта расположена камера 9,а против части 8 - камера 10. Камеры мер через пневматические усилители (на чер теже ие показаны) связаны с системой числового программного управления (на чертеже также не показана). В качестве пневматических усилителей могут использоваться как пропорциональ ные усилители на два входа, так и струйный триггер с раздельными входами, в котором выполнен нейтральный, расположенный между двумя крайними, выходной канал . К каждому из входов усилителя присоединяется: одна камера. К одному усилителю присоединяются камеры одной меры. Датчик работает следующим образом. Приводят во вращение винт 1 и подают газ в камеры мер 3,4 и 5. В камерах меры 3 формируются периодические сигналы в виде импульсов давления, сдвинутые по фазе на угол 180 с частотой . и 7. j-glj , где П - число оборотов винта в мйнуту,.г- число зубьев зубчатого диска 2. В камерах терн 4 формируют сигналы, сдвинутые по фазе один относительно другого на 180°. Частота этих сигналов U П к 2 , где К - число заходов та 1. Фаза сигналов,формируемых в мерах 3 и 4, постоянна. В камерах 9 и 10 меры 5 также формируются пepиoдичecкиef сигналы, сдвинутые по фазе один относительно другого на полпериода с частотой f , но фаза этих сигналов зависит от положения отверстий 12 экрана 6. При этом сдвиг по фазе на величину U.J соответствует перемещению экрана на величину д ХадТЧ-f. Для выделения фазы рабочего сигнала с меры 5 используются сигналы с меры 4 а для измерения величины перемещения экрана 6 числом импульсов используются сигналы с меры 3. При этом эубчатый диск с мерой 3 иьразует генератор тактирующих импульсов , который выдает импульсы давления по двум тактам для работы системы числового программного управления. При соединении выходов камер мер 4 и 5 с входами триггеров с раздельными входами, у каждого из которых имеется нейтрсшьный выходной канал, датчик будет работать в фазоимпульсном режиме. Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает фазовую или фазо-имНульсную модуляцию сигнала отработки перемещения :исполнительного органа. При этом винт датчика может быть выполнен очень коротким и его длина не зависит от величины управляемого перемещения. Предложенный датчик может использоваться также для измерения угловых перемещений. В этом случае экран 6 выполняется в виде кольца, вращаемого вокруг оси, перпендикулярной пЛоЬкости расположения винта 1 и мер 3-5. Формула изчэбретения Пневматический датчик перемещений, содержащий скреплейные между собой вращающиеся вокруг общей оси винт и зубчатый диск, три .неподвижные меры, выполненные каждая в пневматических проточных камер с отверстиями и расположенные,одна у периферии диска, так что, когда отверстия одной камеры совпадают с впадинами зубчатого диска, отверстия другой камеры перекрыты его выступами, а две другие меры - вдоль винта, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, он снабжен подвижным вдоль винта и расположенным между ним и одной из мер экраном с рядом сквозных отверстий, шаг которых равен шагу винта, а направление - от винта к отверстиям экранируемой меры, диаметр последних больше шага винта, винт выполнен составным по длине из двух частей, сдвинутых вокруг оси на 180, а против каждой из частей расположена одна из камер экранируемой меры Источники информации, принятые во внимание при гкспертизе: 1.Елимелех И.М., Сидоркин Ю.Г. Струйная автоматика (пневмоника), Лениздат, 1972, с 172-173. 2. Авторское свидетельство СССР 489937, кл. &01 В 13/00,74г.

А Л