Устройство для измерения угла поворота Советский патент 1978 года по МПК G01B11/26 

Изобретение относится к HBMepvtтельной технике, а именно к конструкции устройств для измерения углов поворота угловых мер, контроля угловых приборов и т.д.

Известно устройство для измерения угла поворота, содержащее корпус, отсчетную шкалу, расположенную на поверхности корпуса, источник света, цилиндрическое зеркало, сферическое зеркало L1J.

Недостатком этого устройства является сравнительно низкая точность измерения, вызванная тем, что в качестве системы, чувст вительнсй к угл.овым поворотам, применяются зеркальные элементы, установленные с возможностью поворота на определенный угол установленные с возможностью поворота на определенный угол.

Также известно и еще одно устройство для измерения угла поворота, содержащее расположенный на станине в опорах вращения круглый диск, упругую ленту, огибающую цилиндрическую поверхность диска, и регистрирующий блок 2J.

ЭХР устройство по своей технической «;ушности и достигаемому результату наиб олее близко к изобретению. Недостаток этого устройства заключается в недостаточно высокой точности измерений, обусловленной влиянием биения, конусности и некруглости рабочей поверхности диска, а также удлинением ленты, вызванным упругими и температурными деформациями.

Для повышения точности измерения предлагаемое устройство снабжено двумя интерференционными измерителями линейных перемещений с фотоприемниками и подвижными отражателями, каждый из отражателей механически связан с концами ленты, сумматором, вход которого электрически связан с выходом фотоприемниксв измерителей перемещений, а угол обхвата ленты равен (2W-1)

180° где tt - целое число.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Оно содержит расположенЕ1ЫЙ на станине 1 в опорах 2 вращения круглый диск 3, упругую ленту 4, огибающую цилиндрическую поверхность диска и два интерференционных измерителя линейных перемещений 5 с фотоприемниками и подвижными отра-. жателями-зеркалами, установленными на каретках в, механически связанных с концами ленты 4. Вых:оды фотоприемников и меригеля перемешений 5 электрически связа ны со входом сумматора 7 и через него с регис.трирующим блоком 8, В конструкцию устройства вхопят тшсже зеркало 9, установленное на торцовой поЪерхности диска 3, автоколлимационное уст ройство Ю и индикатор 11. Оптическая ось автоколлиматора в одном из положений диска всегда перпендикулярна к плоскоств зеркала 9. Устройство работает следующим образом При повороте диска 3 на угол, который необходимо измерить, лента 4 перемещает в противоположных направлениях каретки 6 с отражателями. Интерференционные измерв тели линейн1ых перемещений 5 измеряют перемещение каждой каретки, а результат измерения обрабатывается в сумматоре 7 и в необходимой форме выдается регистрирующим блоком 8. Коэффициент преобрааозания линейного перемещения в угловое Определяется при повороте диска на заданный угол, например на угол 360. Для этого диск 1 с помощью зеркала 9 и авто коллимационного устройства 10 с индикато ром 11 устанавливается в начальное положение в показания индикатора фиксируются, В этом положении фиксируется также п(жазание регистрирующего блока 8. Затем диск поворачивается на заданный угол (на чертеЖе-;;, показан угол поворота равный 36О ), чтр контролируется индикатором 11. В этом положении производится второй отсчеТ положения ленты. При этом, поскольку обегающая и небе гающая ветви ленты параллельны между собой, а угол обхвата ленты X. (2«,-1) Л180, Смещение геометрической ос диска вследствие биения приводит в диаметрально противоположных- точках А и Б цилиндри ческой поверхности диска практически к равным по величине и противоположным по знаку радиальным перемещениям диска отн рительно оси его врашения. Кроме того, так как при обработке наружной цилиндрической поверхности деталей доминирующей составляющей погрешности формы в большинстве случаев является эксцентричность поверхности отнсюительно вращения, проявляющаяся в виде гармоники первого порядка, а все остальные составляющие имеют амплитуду намного меньшую, расстояния от оси вращения диска до точек А и Б будут меняться также на одинаковые по абсолютному значению, но разные .пОвваку величины. Таким образом как и биение опоры диска, так и составляющая погрешности измерения угла ей .обусловленная округлостью его цилиндрической по верхности, будет мала. Использование двух ветвей ленты, при котором суммарное удлинение ветвей имеет практически постоянную величину, исключает погрешности от удлинения ленты (вследствие упругих деформаций и температурных воздействий). Таким образом, благодаря тому, что лвнейные перемещения кондов ветвей контролируют при помощи двух внтерференцвонных измерителей, фотопрвемдщсй которых связаны с сумматором, а угол обхвата, ленты равен (2.1Г-1) (180 , описывае мое устрсЛство позваляет при выссжой разрещающей способнобти повысить точность измерения угла поворота. Ф О р м у Л а в 3 о б р е т е В в я Устройство для взмеренвя угда поворота, ссоержащее расположенный на ставвне в опорах вращения круглый двск, упругую ленту,/огибающую цилиндрическую поверхность диска, в регистрирующий блок, от - л и ч а ю щ ее с я тем, что, с. целью повьппенвя точности взмеренвя, оно снабжв«но Двумя йнтерферендйонвымв взмервтепями линейных перемешенвй с фотопрнемввком и подвижными отражателями, каждый вз отражателей механически связан с ковпамв ленты, сумматором, вход которого ; электрвчески связан с выходом фотопрвем «. НИКОВ измерителей перемещений, а угоп обхвата ленты равен (2tt-i 18О°, гдэЛ-«влоечисло. Источники информации, прввятые в(ввв- маввв при экспертизе: 1, Авторское свидетельство СССР NJ 359508, кл. О1 В 11/26, 1971. 2« Авторское свидетельство ССС М 5О0843, кл. Q 01 В 11/26, 1974,

V

9 ,«