Ультразвуковой измеритель угловыхВЕличиН Советский патент 1981 года по МПК G01B17/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь.зовано для- измерения углов поворота вращающихся изделий.

Наиболее близким к изобретению является ультразвуковой измеритель угловых величин, содержащий последовательно связанные генератор ультразвуковых, колебания (УЗК) и излучатель с кольцевым звуководом, который располагают в процессе контроля соосно .с контролируемом изделием, основной приемник УЗК, акустически связанный g. кольцевым звуководом, установленный на нем с возможностью перемещения по всей его длине и предназначенный для механического закрепления на контролируемом изделии, блок сравнения, один вход которого соединен с выходом генератора ультразвукошах колебаний, а второй вход - с выходом основного приемника УЗК fl .

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения угловых величин, обусловленная нестабильностью кольцевого звуковода.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство снабжено

дополнительным приемником УЗК, соединенным с другим концом кольцевого звуковода, и детектором сигнала коррекции, перилй вход ко.торого соединен с выходим генератора ультразвук.овых колебаний, второй вход - с выходом дополнительного приемника УЗК, а выход детектора - со входом генератора ультразвукоилх колебаний.

10

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит последовательно связанные генератор 1 УЗК и излучатель 2 с кольцевым звуководом

15 3, основной приемник 4 УЗК, акустически связанный с кольцевым звуководом 3, блок 5 сра.внени 1, один вход которого соединен с выхрдом генератора 1 УЗК, а второй вход - с выхо20дом основного приемника 4 УЗК, дополнительный приемник 6 УЗК, соединенный с другим концом кольцевого звуковода 3, детектор 7 сигнала коррекции, первый вход которого сое25динен с выходом генератора 1 УЗК, второй вход - с выходом дополнительного приемника 6 УЗК, а выход - с входом генератора 1 УЗК.

Устройство работает следующим

30 образом.

Генератор 1 УЗК излучает опорные электрические колебания, которые воздействуют на излучатель 2, возбуждают в кол-ьцевом звуководе 3 ультразвуковые волны, кольцевой звуковод 3 выполнен в виде кольца и устат новлен концентрично с осью вращения контролируемого изделия 8. Вдоль кольцевого звуковода 3 перемещается сопряженный с ним основной приемник 4 ультразвуковых колебаний (УЗК), жестко связанный с контролируемым изделием 8. Распространяклциеся по кольцевому звуководу 3 ультраз вуновые волны принимают основным приемником 4 УЗК и преобразуются им в электрические колебания, которые поступают на вход блока 5 сравнения, В блоке 5 сравнения производится сравнение фаз опорных колебаний генератора 1 УЗК и принятых основным приемником 4 УЗК, в результате чего на выходе блока 5 сравнения формируется сигнал, пропорциональный длине дуги кольцевого звуковода 3, заключенный между излучателем 2 и основным приемником 4 УЗК. По величине этого сигнала судят об угле поворота контролируемого изделия 8.

Для уменьшения погрешности измерения углов поворота, обусловленной нестабильностью характеристик кольцевого звуковода 3, в описанное устройство включены дополнительный приемник б УЗК и детектор 7 сигнала коррекции . В связи с этим от излучателя 2 ультразвуковые колебания, пройдя весь кольцевой звуковод 3, поступают на вход дополнительного приемника б УЗК, который преобразует их в электрический сигнал той же частоты. С выхода дополнительного приемника б УЗК сигнал, несущий информацию о фаз (следовательно, о длине кольцевого звуковода 3), поступает на вход дететора 7, на второй вход которого приходит сигнал от генератора 1 УЗК. В детекторе 7 сигнала коррекции происxojo iT сравнение опорного сигнала и принятого дополнительным приемником б УЗК. В зависимости от величины и знака сигнала на выходе детектора 7 формируется сигнал коррекции, изменяющий фазу колебаний генератора 1 УЗК таким образом, чтобы обеспечивалось все время постоянство разности фаз между опорными колебаниями и сигналом, прешедшим по кольцевому звуководу 3.

Таким образом, благодаря обеспечению постоянства разности фаз между опорными колебаниями и колебаниями, распространяющимися по кольцевому звуководу 3, уменьшается погрешность, возникающая из-за нестабильности характеристик кольцевого звуковода 3, при измерении углов поворота контролируемого изделия 8.

Формула изобретения

Ультразвуковой измеритель угловых величин, содержащий последовательно связанные ге-нератор ультразвуковых колебаний (УЗК) и излучатель с кольцевым звуководом, который располагают в процессе контроля соосно с контролируемым изделием, основной приемник УЗК, акустически связанный с кольцевйм звуководом, установленный на нем с возможностью перемещения по всей его длине и предназначенный для механического закрепления на контролируемом изделии, блок сравнения, один вход которого соединен с выходо генератора ультразвукошлх колебаний, а второй вход - с выходом основного приемника УЗК, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен дополнительным приемником УЗК,соединенньлм с другим концом кольцеврго звуковода, и детектором сигнала коррекции, первый вход которого соединен с выходом генератора ультразвуковых колебаний, второй вход - с выходом дополнительного приемника УЗК, а выход детектора - со входом генератора ультразвуковых колебаний.

Источники информации, принятые эо внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2617456/25-28, кл. G 01 В 17/00, 13.12.1978 (прототип).