1
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для отсчетных устройств в прецизионных измерительных приборах.
Известны циферблаты отсчетных устройств, выполненные из стекла .
Известен также диск для отсчетных устройств, выполненный из прозрачного материала, преимущественно из стекла, на одной из плоскостей которого нанесена круговая шкала ,{2.
В указанных дисках наряду с изгибными деформациями могут возникать так называемые эллиптические деформации, действующие в плоскости диска и снижающие точность щкалы, особенно при монтаже диска в корпусе прибора. Вторичные ошибки градуировки, вызываемые эллиптическими деформациями градуированного круга. Не могут быть исключены оптической компенсацией, например диаметральным двойным считыванием. Эти эллиптические деформации не могут быть устранены в известных градуированных дисках в случае, когда градуированный диск установлен в - корпусе жестко, с помощью склеивания или посредством скоб, так как от этих мест закрепления на диск действуют радиально направленные силы.
Целью изобретения является повышение
точности щкалы диска отсчетного устройства.
Указанная цель достигается тем, что круговая щкала в предлагаемом устройстве
выполнена на расстоянии Гу 1,52
от оси диска, .;
где г -радиус средней линии шкалы; Га - внешний радиус диска; Гг - радиус отверстия в диске, при этом диск имеет поперечное сечение, составленное из двух прямоугольников, отношение длин которых равно
. л-1
-26,Ь
Д2
f iW L/iLV JL
2 «-1 И
п V-r)+ 2(6 )- 2
где ai - длина первого прямоугольника;
а2. - длина второго прямоугольника;
b - высота диска;
&1 - ширина первого прямоугольника;
п - показатель преломления материала диска.
Такое решение позволяет исключить вторичпые ошибки градуировки шкалы, обусловленные изгибом и эллиптическими деформациями, и повысить ее точность.
На фиг. 1 схематично показан стеклянный градуированный диск, вид сверху; на фиг. 2 - диск прямоугольного поперечного сечения в разрез е; на фиг. 3 - диск трапециевиднтзтй поперечногй сечения в разрезе; на фиг/ с поперечным сечением, составленггый йз нескольких прямоугольников; на фиг. 5 дано схематическое изображение соотношений деформации в градуированном диске. С помощью фиг. 5 поясняются соотношения, возникающие при эллиптической деформации градуированного диска под действием сил F и -F. Для упрощения на этой фигуре изображено только нейтральное волокно Л диска, принимающее эллиптическую форму под действием сил F и -F. При деформации точки Р; градуировки на недеформированном диске смещаются на составляющую Vi и принимают положение точек Pi на деформированном диске. Поперечные сечения диска испытывают при деформации тангенциальные смещения Vx и радиальные смещения Vy, и дополнительно еще происходит скручивание поперечного сечения на угол -фг. Указанные вторичные ошибки градуировки вызываются тангенциальными смещениями Vx и скручиванием поперечного сечения на угол фг- Воздействие обоих эффектов на градуировку 1 диска 2 могут усиливаться или ослабляться в зависимости от выбора расстояния г. градуировки от оси диска. Как следует из фиг. 5, точки Р находятся на расстоянии г 1,52 ---, при котором оба эффекта компенсируются. Здесь Га+ - наружный и внутренний радиусы диска (фиг. 2). Это происходит при ( и, исходя из соображений симметрии, также при Ф zi: - IT - It; - It. Т 4 3 4 Благодаря этому делительный щтрих градуировки, расположенный в точке , остается безощибочным как на недеформированном, так и эллиптически деформированном диске. Градуировка, расположенная на расстоянии гг -1,52 ° - от оси диска 2, является независимой от эллиптических деформаций. На фиг. 1 показан стеклянный диск с градуировкой, расположенной снаружи нейтрального волокна N на расстоянии г.. Разрез на фиг. 2 показывает градуированный диск с прямоугольным сечением, в котором нейтральное волокно N расположено на расстоянии г - от оси круга. Исходя из геометрических соотношений, плоскость, в которой расположено нейтральное волокно Л, находится на расстоянии 6/2, где 6 -высота диска. Градуировка предусмотрена снаружи плоскости нейтрального волокна Л на поверхности диска. Если смотреть на градуировку с нижней стороны сквозь градуированный диск, то происходит воображаемое смещение плоскости градуировки 1. Наблюдаемая воображаемая плоскость градуировки расположена внутри диска 2. Чтобы избежать нарушения градуировки вследствие изгиба диска, воображаемая плоскость градуировки при наблюдении должна лежать в плоскости нейтрального волокна /V. Для определения положения воображаемой плоскости градуировки имеется соотношение Ь, где п - показатель преломления материала диска; b - толщина диска; е - расстояние градуировки от плоскости нейтрального волокна N. Для прямоугольного поперечного сечения согласно фиг. 2 это условие выполняется тогда, когда . В этом случае , Ьсли показатель преломления материала диска меньше двух, что соответствует практике, то с помощью трапециевидного поперечного диска 2 или поперечного сечения, составленного из двух различных прямоугольников (фиг. 3 и 4) необходимо добиться согласования воображаемой плоскости градуировки с плоскостью нейтрального волокна V. Градуировка должна также в этих случаях находиться на расстоянии ГУ 1,52 от оси 2 дуированного диска, чтобы избежать ощибок градуировки, обусловленных эллиптическими деформациями. Таким образом, благодаря не чувствительной к изгибу и короблению конструкции стеклянного градуированного диска наряду с компенсацией ошибок градуировки, связанных с изгибом, компенсируются ошибки градуировки, связанные с эффектами поперечного смещения и скручивания поперечного сечения диска при эл;я1Гптической деформации. Благодаря этому в первую очередь возможно получить градуированный круг высокой точности. Кроме того, применение предлагаемого диска в измерительных приборах позволяет исключить дорогостоящие оправки и крепления, лищь частично устраняющие коробление диска. Формула изобретения Диск для отсчетных устройств, выполненный из прозрачного материала, преимущественно из стекла, на одной из плоскостей которого нанесена круговая шкала, (Этличаю щийся тем, что, с целью повышения точности шкалы, она выполнена на расстоя ./а rj.,52 от оси диска.
где Гу,- радиус средней линии шкалы; Га - внешний радиус диска; Гг - радиус отверстия в диске, при этом диск имеет поперечное сечеиие, составленное из двух прямоугольников, отношение длин которых равно
2«--2
а
2b
1
1
ai Ь
+ Т
( ) 2 л где ui - длина первого прямоугольника;
uz - длина второго прямоугольника; b - высота диска;
6i - ширина первого прямоугольника; п - показатель преломления материала диска.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Справочник Приборостроение и средства автоматики. М., «Машиностроение,
1964, с. 487, фиг. 40.
2.Авторское свидетельство СССР № 260912, кл. G 01D 13/00, 1968.
.i
