Устройство для измерения параметров круглых отверстий Советский патент 1982 года по МПК G01B7/13 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано, например, в машиностроительной или металлургической промышленности в системах автоматизированного контроля и управления технологическими процессаг-м.

Известно устройство для контроля овальности труб малого диаметра, содержащее зонд с емкостными датчиками радиальных перемещений, блок пневмоцентровки, аналого-цифровой преобразователь, регистратор IjНедостатком устройства является необходимость центровки контролиру- емого изделия, что увеличивает вре1-ля измерения.

Наиболее близким к данному изобретению техническим решением является устройство для измерения параметров круглых отверстий, содерхсащее зонд с пятью радиально расположенньнли датчиками перемещений, многоканальный аналого-цифровой преобразователь, подключенный к выходам датчиков, блок коррекции, блок вычисления параметров эллипса, вторым входом связанный с выходом блока коррекции,и регистратор, подключенный первым вхо.дом к выходу блока вычисления параметров эллипса 2j.

Однако у известного устройства отсутствует возможность измерения параметров круглых отверстий, иглеющих форму овала, так как аппроксимация овала эллипсной формой дает существенную погрешность.

Цель изобретения - расширение функ10циональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком регистров памяти, блоком вычисления параметров овала, блоком определе15ния формы отверстия, вентилем, причем блок регистров памяти связан входом с многоканальным аналого-цифровым преобразователем, выходом с первыми входами блоков коррекции,

20 вычисления параметров эллипса, вычисления параметров овала, определения формы отверстия, выход блока вычисления параметров овала подключен ко второму входу блока определения

25 формы отверстия, первому входу вентиля, второму входу блока коррекцкл, вторые входы блоков вычисления параметров овала и эллипса соединены между собой, второй выход блока кор30рекции связан с третьим входом блока определения форми отверстия, выхо последнего соединен со вторым входом вентиля, третьим входом блока вычисления параметров эллипса, а выход вентиля подключен ко второму входу регистратора. на фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - расположение датчиков перемещений при введе ;НИИ зонда в контролируемое отверстие Устройство содер кит (фиг. 1) датчики 1-5 радиальных перемещений, зонд 6, аналого-цифровой преобразова тель (ЛЦП) 7, блок 8 регистров памяти, блок 9 вычислений параметров овала, блок 10 вычисления параметров эллипса, блок 11 определения формы отверстия, вентиль 12, блок 13 коррекции и регистратор 14. Датчики 1-5 радиальных перемещени расположены в перпендикулярном сечеиии зонда б (фиг. 2), т.е. две пары датчиков расположены на взаимноперпендикулярных осях, а пятый - на биссектрисе угла между двумя соседними. Выходы датчиков 1-5 подключены ко входам многоканального АЦП 7 выход которого соединен со входом блока 8 регистров памяти. Выход блока 8 подключен к первым входам блока 9 вычисления параметров овала, блока 10 вычисления пара1иетров эллип са, блока 11 определения формы отвер стия и блока 13 коррекции. Выход блока 9 соединен с первым входом вен тилея 12, со вторым входом блока 11 и через блок 13 коррекции с третьим входом блока 11. Первый выход блока 13 подключен ко вторым входам блоков 9 и 10. Выход блока 11 опреде ления формы отверстия соединен с третьим входом блока 10 и через второй вход вентиля с регистратором 14, первый вход которого подключен к выходу блока 10. Устройство имеет два режима работы: режим коррекции и режим измерения и работает следующш-i образом. В режиме коррекции зонд 6 с датчиком 1-5 помещается оператором в калиброванное отверстие известного диаметра, и с помощью АЦП 7 осущест ляется считывание показаний N с ляется считывание показаний с датчиков зонда. В дальнейшем в блоке 9 определяются поправки к резуль татам измерений вычисления ра ности где N. - показаЕШЯ i-го датчика пр ; ,измерении калиброванного отверстия, N. - действительный размер ка либрованного отверстия в выбранном сечении. Поправки Д4 I которые заносятся в блок13 коррекции, в режиме измерения участвуют в формировании исходных данных для.вычисления в бл ках 9 и 10 параметров овального или эллипсного отверстия. Со второго выхода блока 13 коррекции на вход блока 11 поступает уставка,- определяющая допустимую величину отклонения, зависящую от характеристик датчиков, АЦП и качества поверхности измеряемого отверстия. В режиме измерения зонд 6 вводится в отврестие, подлежащее измерению, и по команде оператора осуществляется считывание информации с датчиков зонда, показания датчиков прямо пропорциональны линейным величинам Ц (фиг. 2). В АЦП 7 информация преобразуется в цифровую форму и поступает в блок 8 регистров памяти. Из блока 8 информация поступает в блок 9 вычислений параметров овала, который расчитывает параметры т, п, с и d, характеризующие овальность отверстия. Указанные параметры расчитываются по показаниям четырех датчиков с использованием управнения овала .,)u+H)2c extv«))aV и) Значения параметров овала поступают на блок 11, где с учетом информации, получаемой из блока 8, осуществляется проверка того, находится ли пятая точка контролируемого отверстия на рассчитанной по уравнению 1 линии овала или нет. Если после вычислений в блоке 11 равенство (1) соблюдается, то с выхода блока 1 1 на вентиль 12 поступает разрешение на прохождение информации из блока 9.на регистратор 14. Если же равенство (1) не соблюдается, и вычисленная в блоке 11 разность между правой и левой частями превышает установленную с блока 13 коррекции, то с выхода блока 11 поступает на вход блока 10 команда вычисления параметров эллипсного отверстия. С учетом информации, получаемой из блока 8 и блока 13, блок 10 определяет параметры эллипса А, В, С, О, Ее использованием уравнения эллипса . .BXV-fCV л-2. (l.) и информация от пяти датчиков пере мещений зонда 6. Полученные после вычислений значения малой и большой осей эллипса поступают в регистратор 14. Таким образом, для наиболее распространенного случая искажений формы круглых отверстий измерение его параметров ведется вначале по четырем точкам в предположении,чтоизмеря мое отверстие - овал, а потом празвильность предположения проверяется по замеру в пятой точке;. Если отверстие имеет не овальную форму, то оно имеет эллипсную, и по пяти измерениям рассчитываются параметры эллинского отверстия. Такое разрешение функциональных возможностей устройства позволяет существеннее повысить качество и производительность измерений параметров отверстий.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров круглых отверстий, содержащее зонд с пятью радиально располженными датчиками перемещений, многоканальный аналого-цифровой преобразователь, подключенный к выходам атчиков, блок коррекции, блок выисления параметров эллипса, вторьии входом связанный с выходом блока коррекции, и регистратор, подключенный первым входом к выходу блока ычисления параметров эллипса, о тичающееся тем, что,.с с целью расширения функциональных возможностей,.оно снабжено блоком регистров памяти, блоком вычисления параметров овала, блоком определения формы отверстия, вентилем, причем

блок регистров памяти связан входом с многоканальньом аналого-мхифровым преобразователем, выходо - с первими входами блоков коррекции, вичисления параметров эллипса, вычисления napat метров овала, определения формы

отверстия, виход блока вычисления, параметров овала подключен ко второму входу блока определения отверстия, первому входу вентиля, второму

0 входу блока коррекции, вторые входы блоков вычисления параметров овала и эллипса соединены между собой, второй выход блока коррекции связан с третьим входом блока определения

5 формы отверстия, выход последнего соединен со вторым входом вентиля, третьим входом блока вычисления параметров элпипса, а выход ве.нтиля подключен ко второму входу регистратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции W 2202586, кл. G 01 В 7/00, 1974.

5 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2827564/25--28, кл. G 01 В 5/12, 1979 (прототип).