Прибор для измерения линейных размеров тел Советский патент 1944 года по МПК G01B7/14 

Отличительнойособенностью

предлагаемого прибора является применение щупа, приводимого в непрерывное колебательное движение и перемещающегося по подлежащей измеранию поверхности детали. Амплитуда колебаний щупа, ограниченная линейным размером детали, служит относительной мерой последней. Величина амплитуды колебаний щупа измеряется механическим или электрическим путём и отсчитывается по шкале измерительного прибора, градуироваиного на величину изменения линейных размеров измеряемой детали.

На чертеже фиг. 1 изображает примерное выполне|ние предлагаемого прибора в виде спереди, фиг. 2 - в виде сбоку с частичным разрезом, фиг. 3 показывает установку прибора на1 станке, а фиг. 4- вид мембраны.

На угловой станине 1, укреплённой на трубчатом держателе 2, находится вибрирующий рычажок 3 с щупом 4, касающемся измеряемой поверхности детали. Вибрирующий рычажок 3 п-рикреплён к станине 1 при помощи пластинчатой пружины 5, зажатой между двумя пластинами 8 винтами 9. Электромагнит 10

питается переменным током и приводит в колебательное движение рычажок 3, притягивая и отпуская якорь 6. Рычажок 3 со всеми прикреплёнными к нему частями колеблется на пружине 5 с собственной частотой, совпадающей с частотой нерем-енного тока, питающего электромагнит. Нритягивающая сила электромагнита весьма мала и может раскачать, т. е. привести в колебательное движение, рычажок лищь только при совпадении частоты (при резонансе) питающего тока и собственной частоты колебаний рычажка. При этом, при незначительных изменениях частоты питающего тока рычажок колеблется со своей постоянной частотой, так как незначительность силы электромагнита не может сообщить рычажку иной частоты колебаний и только уменьшает конечную величину амплитуды его колебаний. Эта конечная величина амплитуды колебаний рычажка 3 ничем не ограничивается, кроме сопротивления воздуха и внутреннего трения в самой пружине 5. При приближении щупа 4 к поверхности, подлежащей измерению, эта амплитуда колебаний становится ограниченной. Чем ближе к поверхности детали расположен прибор, тем меньше становится амплитуда колебаний рычажка.

Вместе с рычажком колеблется прикреплённая к мему слюдяная мембрана 7, входящая в цилиндр И, не касаясь его стенок. В це1чтре мембраны сделана щелевидная прорезь 14. Мембрана крепится к рычажку, на некотором расстоянии от него, с помощью лапок, изготовленных из тонкого дюраля, и алюминиевых заклёпок. На дне цилиндра 11 закреплена прокладка из термо-и электроизолирующего материала, на которой к ножкам стоек 12 приварена спиралька из весьма тонкой проволоки (платиновой или никелевой), представляющая собою активное сопротивление 13. Высота пожек и положение епиральки таковы, что спиралька помещается в щелевидной прорези мембраны, не касаясь её.

Щуп защищён: от случайных механических повреждений .предохранителем 16 с прорезью, через которую проходит и в которой колеблется щуп. При нулевом положении щупа (в момент полного затухания колебаний) его наконечник выдаётся из предохраняющего кожуха на 0,5 - 1 мм. Весь прибор закрыт металлическим или изготовленным из пластмассы кожухом 15. Активное сопротивление 13 включено в одпо из плеч мостика Уитстона, питающегося постоянным током, ПОСТОЯ1ННО напряжения. Сила тока, питающего мостик Уитстона, расчитана так, что спиралька разогревается до температуры 300- 400°. В другую диагональ мостика Уитстона включается чувствительный гальванометр с переменньш щунтом.

Сопротивление спиральки меняется от её температуры. Температура же спиральки зависит от факторов, влияющих иа её теплоотдачу. Так как количество энергии, потребное для разогрева такой спиральки, весьма ничтожно, то количество тепла, выделяемого спиралькой, тоже весьма мало, и конвекционный поток внутри кожуха прибора пе может изменить температуру всего прибора, обладающего большой

массой и большой поверхностью соприкосновения с внешней средой, окружающей прибор. Поэтому температура спиральки почти исключительно зависит от скорости потока воздуха, создаваемого в щели при колебаниях мембраны. С увеличением амплитуды колебаний мембраны увеличивается скорость воздуха в щели, а температура спиральки падает. Сопротивление спиральки при этом уменьшается, что можно замерить но отклонению га.1ьва,1-ометра в диагонали мостика.

Как было указано выше, щуп, будучи приближен к измеряемой детали, размер которой во время обработки её на станке меняется, ограничивает амплитуду колебаний, ударяясь о поверхность детали.

Прибор устанавливают на таком расстоя)нии от измеряемой поверхности, чтобы при достижении нужного (заранее заданного) размера детали амплитуда колебаний щупа обеспечивала установку стрелки измерителыного прибора, например, гальванометра на середине шкалы, где нанесено нулевое деление. При всяком изменении размера детали амплитуда колебаний щупа будет соответственно изменяться, и гальва/нометр будет показывать отклонения от заданного, относительно нулевого, разм-ера в ту или другую стороны.

Шунтируя гальванометр, можно так подогнать градуировку шкалы прибора, что при одном шунте цена деления шкалы будет равняться 0,1 мм, при включении другого шунта цена будет равняться 0,01 мм и при включении третьего шунта - 0,001 м.м.

Для измерения амплитуды колебаний щупа можно также механически соединить его с подвижным элементом одного из известных электрических, электромалиитных или пьезоэлектрических индикаторов типа адаптера, соединённого с измеритель ы м п р и б о ро м.

Предмет и з о б р е т е i и я

1. Прибор для измерения линейных размеров тел, о т л и ч а ющ и и с я применением щупа, приводимого в непрерывное колебательное движение, амплитуда которого, ограниченная лидейным размером измеряемого тела, служит относительной мерой последнего.

2. Форма выполнения прибора по п. 1, отличающаяся тем, что для изменения амплитуды колебаний щупа применено активное сопротивление 13, включённое в цепь измерителыного прибора и помещённое в прорезе 14 мембраны 7, укре 1лённой на вибрирующем щупе 4. 3. Форма выполнения прибора по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью измерения амплитуды колебания щупа, последний механически соединён с подвижным элементом одного из извест1ных электрических, электромагнитных или пьезоэлектрических индикаторов типа адаптера, соединённого с измерительным прибором.

/