Устройство для измерения перемещений Советский патент 1982 года по МПК G01B13/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при индикации положения элементов гидротехнических сооружений, частей химических и атомных реакторов, механизмов и устройств подводного строительства и промысла. По основному авт. св. № 734503 известно устройство для измерения перемещений, которое содержит неподвижные датчики типа сопло - сопло и расположенный между ними подвижный нормально осям датчиков экран. датчика размешены равномерно по окружности, один датчик - в ее центре, а остальные 4у| датчиков - равноотстоящими аруг от друга п рядами симметрично относителвг но оси устройства, проходящей через центр окружности и два датчика на окруж ности. Расстояния межцу датчиками в каж дом ряду равны между собой и расстояниям от датчиков раоюпоженных на окружности и соотвегствующих этому ряду, до оси устройства. Экран выполнен в виде осесимметричной ступенчато расширяющейся от торцовой грани пластины с п ступенями, у которой торцовая грань выполнена перпендикулярной оси устройства, а боковые грани - параллельными этой оси. Ширина каждой ступени выполнена равной расстоянию между датчиками ряда, соответствующего данной ступени. Устройоство может быть выполнено также с 4 (п +1) датчиками на окружности и до- полнитепьным рядом датчиков и дополнительной ступенью экрана, которые соответствуют двум датчикам на окружности, размещенным на диаметре, нормальном оси устройстваШ . Недостатком известного устройства для измерения перемещений является низкая точность перемешения в боковые периферийные положения, поскольку отклонения перемещения от требуемого иапра ления не контролируются в момент его возникновения, а в конце перемещения не определяется величина отклонения. В результате рассматриваемые отклонения

могут достигать больших величин, и их коррок;цня усложняет корректирующие средства, что значительно увеличивает время установки перемещаемого тела в периферийное положение.

Цель изобретения - повышение точнооти измерения.

Цель достигается тем, что в устройстве аля измерения перемещений каждая ступень экрана выполнена с идентичными трапециевидными выступами по числу соответствующих ей датчиков на окружности а грани выступов, взаимодействующие с датчиками, расположены параллельно радиусам к соответствующим данной ступе- ни экрана датчикам на окрунсности на линиях, пересекающих оси ближайших к оси устройства датчиков соответствующего данной ступени экрана ряда датчиков.

При таком исполнении устройства при; перемещении в любое боковое периферийное положение один из средних датчиков ряда, соответствующего боковому поло жению, в которое производится .перемещение, в процессе перемещения без отклоне- ния от требуемого направления постоянно сохраняет сигнал, равный величине 0,5. В этом случае возникновения отклоненгш перемещения от требуемого направления сигнал об этом отклонении образуется в момент вознизгновения отклонения и поэтому сразу же может быть использован для ироизводстна коррекции направления перемещения. В результате больших отклонений не образуется, а это значит, что пере в любое периферийное положение, благодаря наличию у каждой ступени экрана выступав с гранями, производится с высокой точностью. Корректирующее устройство корректтфует малые отклоне- ния. Время установки перемещаемого тела в боковое периферийное положение сокращается, поскольку коррекция отклоне ния производится во время перемещения, а не после его окончания.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство для измерения перемещени состоит из неподвижных датчиков 1-17 и расположенного между датчиками экра- На 18, который выполнен в виде пластин и перемещается нормально осям датчиков. Датчшс 1 размещен в центре окружности. Датчики 2-9, число которых 4 (п +1) 8, размещены равномерно на окрякности. Датчики 10-13 размещены в ряду, которому соответствуют на окружности датчики 4-7. Датчики 14-17

размещеш.1 в дополнительном ряду, которому на окруншости соответствуют два датчика 8 и 9, расположенные на диаметре окружности, нормальном к оси устройства, 1фоходящей через датчики 2, 1 и 3 Датчики в рядах размещены на равном расстоянии друг от друга и симметршшо относительно оси устройства. Экран 18 содержит торцовую грань 19, перпендикулярную оси устройства, ступень с двумя боковыми гранями 2О и ступень с двумя боковыми гранями 21, которые параллельны оси устройства. Ступень экрана с гранями 20 соответствует датчикам 4 - 7 на окружности, датчикам 101 3 в ряду и выполнена с четырьмя идентичными трапециевидными выступами 22 с гранями 23. Ступень экрана с гранями 21 соответствует двум датчикам 8 и 9 на окружности, датчикам 14-17 в дополнительном ряду и выполнена с двумя идентичными трапециевидными выступами 24 с гранями 25.

Грани 23 выступов 22 взаимодействуют с датчиками 11 и 12, выполнены параллельными радиусам к датчикам 4 - 7 на окружности и расположены на линиях, пересекающих оси датчиков 11 и 12. Аналогично грани 25 выступов 24 взаимодействуют с датчиками 15 и 16, выполнены параллельными радиусам к датчикам 8 и 9 на окружности и расположены на линиях, пересекающих оси датчиков 1 и 16. Устройство дня измерения перемещений экраном 18 жестко соединено с перемещаемым телом 26,

Устройство работает следующим образом.

Центральное положение перемещаемого тела 26 определяется датчиком 1 и средними датчиками каждого ряда - датчиками 11 и 12 и (или) датчиками 15 и 16. При точном положении в этих дат чиках сигналы равны величине 0,5. Точное перемещение вдоль оси устройства не приводит к изменению выходных сигналов в средних датчиках рядов - датчиках 11, 12 и 15, 16. По приходе тела 26 в положение, соответствующее датчику 2 или датчику 3,сигналы в последних изменяются и достигают значения 0,5. Смещение граней 20 и 21 относительно .датчиков 11, 12 и 15, 16 приводит к изменению сигналов в них, что является указанием о возникновении отклонения и сигнапом для коррекции направления перемещения тела 26. Сигнал об отклонении и сигнал коррекции в рассматриваемом

случае образуется уже при малых величинах отклонений и, таким образом, обеспечивается высокая точность перемещения вдоль линии размещения аатчиков 2, 1, 3

Перемещение тела 26 из центрального положения в любое боковое положение, соответствующее датчикам 4 - 9, контролируется этими датчиками, а также датчиками рядов, взаимодействующими с гранями 20 или 21 и гранями выступов 22 И 24. Так, например, перемещение тела 26 в направлении от датчика 1 к датчику 7 контролируется датчиками 1 и 7 на окружности и датчиками 12, 13 и 11 ряда. По приходе тела 26 в положение, соответствующее датчику 7, сигналы в датчиках 7, 12 и 13 становятся равными величине 0,5. В датчике 11 сигнал остается равным 0,5 на протяжении всего перемещения, если оно происходит без отклонений. Отклонение от требуемого направления перемещения приводит к смещению грани 23 выступа 22 относительно датчика 11 и служит сигналом отклонения и сигналом коррекции направления.

Аналогично работает устройство при перемещении тела 26 в любое боковое положение: в среднем датчике ряда, взаимодействующем с гранью выступа, сигнал остается равным 0,5 на протяжении всего перемещения сигнал об отклонении и сигнал о коррекции образуется уже при малых величинах отклонений.

Устройство обеспечивает высокую точ ность перемещений не только вдоль оси устройства, но и в боковых направленгшзс, сокращает время коррекции положения перемещаемого тела в любом боковом положении. Кроме того, устройство позволяет измрять отклонение перемещения тела от требуемого направления в любой фазе переметения в любом из рабочих направлений.

Формула изобретения

Устройство для измеретшя перемещения ПО авт. св. № 7345ОЗ, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, каждая ступень экрана выполнена с идентичными трапециевидными выступами по числу соответствующих ей датчиков на окружности, а грани выступов, взаимодействующие с датчи- нами, расположены параллельно радиусам к соответствующим данной ступени экрана датчикам на окружности и на линиях, пересекающих оси ближайших к оси устройстве, штчиков соответствующего данной ступени экрана ряда датчиков.

I

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 734503, кл. (i О1 В 13/02, 1978 (прототип).