Устройство для измерения линейных размеров (патент РФ № 2082077) - Разработка измерительного устройства для контроля линейных размеров
Классы МПК: |
G01B? контрольно-измерительная техника |
Автор(ы): |
Фролов Н. С., Сухомлинов В. В. |
Патентообладатель(и): |
Научное производственно-коммерческое товарищество "Фортуната" |
Приоритеты: |
Подача заявки:09.08.1994 Публикация патента:20.06.1997 |
Использование относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных размеров изделий в процессе обработки. Техническим результатом использования изобретения является повышение стабильности и точности измерений. Технический результат достигается тем, что устройство содержит генератор опорного напряжения, индуктивный датчик и блок регистрации, где опорный генератор выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов скважности 2, устройство содержит также блок реактивных элементов, образующих с индуктивностью датчика резонансный фильтр, настроенный на частоту одной из нечетных гармоник опорного напряжения. В устройстве генератор прямоугольных импульсов скважности 2 содержит дополнительный противофазный выход или (и) генератор дополнительно содержит формирователь двух, прямой и инвертированной, импульсных последовательностей скважности 2, устройство содержит также второй блок реактивных элементов, второй измерительный или компенсационный индуктивный датчик и сумматор, блок регистрации выполнен с фазочувствительным детектором, что позволяет при суммарном методе обработки оценивать сдвиг фаз результирующего сигнала. 1 ил.
![](/images/image005-1483.jpg)
Известно большое число устройств, использующих бесконтактные индуктивные датчики, например, выпускаемые серийно устройства с индуктивными датчиками приближения металлических предметов, в которых использовано свойство снижения добротности колебательного контура, включенного в схему генератора, при приближении к металлической поверхности (например, справочник под редакцией Г. С Самойловича "Ненарушающий контроль металлов и изделий", М. "Машиностроение", 1976 г. стр. 269 или журнал "Электроника", США, N 2, стр. 62, 1976г.)
Недостатком указанных устройств является низкая стабильность измерений, поэтому они находят применение лишь там, где не требуется высокой точности и стабильности срабатывания, например, в бесконтактных путевых выключателях, индикаторах наличия дефектов в металле и т. п.
Известно устройство для измерения расстояния от металлической поверхности до измерительной катушки датчика (А. Л. Дорофеев, А. И. Никитин, А. Л. Рубин "Индукционная толщинометрия", М. "Энергия", 1978 г. стр.145), содержащее последовательно соединенные опорный генератор, индуктивный датчик, включенный в резонансный контур, и блок регистрации.
Это устройство также имеет низкую стабильность измерений вызванную тем, что в качестве опорного генератора использован автогенератор синусоидального напряжения, который по принципу своего действия обладает малой стабильностью амплитуды выходного напряжения.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения линейных размеров по авторскому свидетельству N 821911, которое содержит генератор опорного напряжения, индуктивный датчик и блок регистрации, в котором опорный генератор выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов скважности 2, а устройство снабжено блоком реактивных элементов, образующих с индуктивностью датчика резонансный фильтр, настроенный на частоту одной из нечетных гармоник опорного напряжения, первый выход блока подключен к выходу генератора, второй вход подключен к индуктивному датчику, а выход ко входу блока регистрации.
Однако это устройство не пригодно для высокоточных измерений, так как не обладает достаточной для этих целей стабильностью.
Техническим результатом от использования изобретения является повышение стабильности и точности измерений.
Результат достигается тем, что устройство, содержащее генератор опорного напряжения в виде генератора прямоугольных импульсов скважности 2, индуктивный датчик, блок регистрации и подключенный к генератору блок реактивных элементов, образующих с индуктивностью датчика резонансный фильтр, настроенный на частоту одной из печатных гармоник опорного напряжения, снабжено вторым блоком реактивных элементов, вторым, измерительным или компенсационным, индуктивным датчиком, подключенным к второму блоку реактивных элементов, и сумматором, входами подключенным к выходам блоков реактивных элементов, а выходом к входу блока регистрации, выполненного с фазочувствительным детектором, опорный генератор снабжен дополнительным формирователем двух, прямой и противофазной, импульсных последовательностей скважности 2, а второй блок реактивных элементов входом подключен к противофазному выходу генератора.
Устройство (см. чертежи) содержит генератор 1 прямоугольных импульсов скважности 2, имеющий дополнительно выход А инвертированный (противофазный) выходу А, блок 2 реактивных элементов, подключенный к выходу А генератора, индуктивный датчик 3, подключенный ко входу блока 2 реактивных элементов, блок 5 реактивных элементов (идентичный блоку 2), подключенный к выходу А генератора, второй индуктивный датчик 6, подключенный ко входу блока 5, сумматор 7, подключенный входами к блокам 2 и 5 реактивных элементов, а выходом подключенный к блоку 4 регистрации измерений.
Устройство работает следующим образом.
При включении генератор 1 генерирует переменное напряжение прямоугольных импульсов скважности 2, частота первой гармоники которого определяется собственной частотой кварцевого резонатора.
Напряжение этого генератора с противофазных выходов: А и А прямого и инвертированного, подается на блоки 2 и 5 реактивных элементов, которые с индуктивностями датчиков 3 и 5 реактивных элементов образуют резонансные контуры, настроенные на частоту одной из нечетных гармоник опорного напряжения.
При этом сумматор 7 отрегулирован таким образом, что его выходное напряжение равно нулю.
При поднесении одного из датчиков к металлической поверхности измеряемой детали происходит как изменение индуктивности, приводящее к изменению частоты настройки соответствующего фильтра, так и снижение добротности фильтра из-за потерь в металле.
Оба эти фактора приводят к изменению напряжения на сумматоре, которое регистрируется с помощью блока 4 регистрации, в последней после введения в устройство указанных дополнительных признаков оказывается возможным использование эффективно действующего фазочувствительного детектора.
При работе устройства построение дестабилизирующиго воздействия, например, изменение температуры в зоне контроля, в равной степени изменяет параметры датчиков и не вызывает дополнительных погрешностей при измерении.
Предложенное устройство сохраняет все положительные качества устройства прототипа, кроме того введение дополнительных отличительных признаков обеспечивает значительный сверхсуммарный положительный эффект. Это не только в 10-20 раз улучшает точностные характеристики, но и делает его универсальным, существенно расширяя область применения, наряду с узкоспециализированной, какой является контроль размеров изделий при шлифовке. При этом появляется возможность использования в нем целой гаммы индуктивных, дефференциальных или компенсационных, а также емкостных датчиков, последние могут входит в состав блоков реактивных элементов.
Устройство может использоваться как в прецизионных электронных микрометрах (для чего оно первоначально предназначалось), так и в металлоискателях, измерителях толщины покрытий, системах охранной и противопожарной сигнализации и т. п.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство для измерения линейных размеров изделий, содержащее генератор опорного напряжения в виде генератора прямоугольных импульсов скважности 2, индуктивный датчик, блок регистрации и подключенный к генератору блок реактивных элементов, образующих с индуктивностью датчика резонансный фильтр, настроенный на частоту одной из нечетных гармоник опорного напряжения, отличающееся тем, что оно снабжено вторым блоком реактивных элементов, вторым измерительным или компенсационным индуктивным датчиком, подключенным к второму блоку реактивных элементов, и сумматором, входами подключенным к выходам блоков реактивных элементов, а выходом к входу блока регистрации, выполненного с фазочувствительным детектором, опорный генератор снабжен дополнительным формирователем двух прямой и противофазной импульсных последовательностей скважности 2, а второй блок реактивных элементов, входом подключен к противофазному выходу генератора.
Похожие статьи
-
Классы МПК: G01B5/02для измерения длины, ширины или толщины? G01B5/08?для измерения диаметров? Автор(ы): Войцеховский Владимир Александрович...
-
Классы МПК: G01B13/02 ?.для измерения длины, ширины или толщины Автор(ы): Мурашов Владислав Михайлович (RU) Патентообладатель(и): Закрытое...
-
Проектирование измерительных устройств очень ответственное дело, которому сейчас уделяется не малое внимание. Необходимость создания новых средств...
-
Измерительные 6 , 9 наконечники прибора измеряют непосредственно диаметр D детали 7 (см. рис. 3.3.1). Скоба 5 плавающая, подвешена шарнирно на плоской...
-
Плоскопараллельные концевые меры длины (ГОСТ 9038-90) предназначены для передачи размеров от эталона к изделию. Они используются для хранения и передачи...
-
Выбор измерительных средств для контроля размеров - Погрешности средств измерения
Выбрать универсальные измерительные средства для измерения диаметра отверстия 115 Н 8 и диаметра вала 115 е 8. 1. Определяем предельные отклонения и...
-
Контроль калибрами - Средства для измерения и контроля линейных размеров
Калибры - это тело или устройство, предназначенные для проверки соответствия размеров изделий или их конфигурации установленным допуском. К числу...
-
Введение - Средства для измерения и контроля линейных размеров
Измерительная техника является неотъемлемой частью материального производства. Без системы измерений, позволяющей контролировать технологические...
-
3.1. Ящики со средствами измерений следует транспортировать в крытых транспортных средствах или контейнерах. Транспортирование средств измерений должно...
-
Автоматические средства контроля - Средства для измерения и контроля линейных размеров
Средства активного контроля позволяют устранить влияние на обрабатываемое изделия различных факторов : износ режущего инструмента, тепловые деформации,...
-
Классификация средств измерения температуры Классификация приборов для измерения температуры по принципу действия изображена на рисунке 3.3. Рисунок 3.3...
-
Устройства для измерения температур - Общие сведения об измерениях температуры
Температуру измеряют с помощью устройств, использующих различные термометрические свойства жидкостей, газов и твердых тел. Существуют десятки различных...
-
К разряду вспомогательного оборудования в аппаратной части АСУТП относят то оборудование, которое обеспечивает нормальную работу основного оборудования...
-
Наибольшее распространение получили следующие типы расходомеров: Электромагнитные (магнитно-индукционные). Они основаны на использовании закона ЭМИ...
-
По характеру (закономерности) изменения погрешности измерений подразделяются на систематические, случайные и грубые (промахи). Систематические...
-
Выполненная контрольная работа позволила: 1) произвести расчет абсолютной, относительной и приведенной погрешностей результатов измерений линейного...
-
Это чрезвычайно удобный и достаточно мощный (с малыми вероятностями ошибок) критерий, используемый при n = 4 ... 30. Его особенность заключается в том,...
-
Критерий Шарлье используется при числе результатов наблюдений n > 5 (5 ... 100). При использовании данного критерия для сомнительного результата...
-
Данный критерий применяется для результатов измерений, распределенных по нормальному закону. В этом случае считается, что результат, возникающий с...
-
Этот критерий применяется для нормально распределенных результатов измерений. Задавшись уровнем значимости б, по таблице 5.1 с учетом числа измерений "n"...
-
Грубая погрешность или промах - это случайная погрешность результата отдельного измерения, входящего в ряд измерений, которая для данных условий резко...
-
Этот метод применим для обнаружения изменяющейся во времени систематической погрешности. Дисперсию результатов наблюдений можно оценить двумя способами:...
-
Используя ряд многократных измерений линейного размера (L) элемента конструкции строящегося здания, приведенный в нижеприведенной таблице задания,...
-
Средства измерений и контроля - Разработка системы поверки манометров
Техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу...
-
По зависимости абсолютной погрешности от значений измеряемой величины различают погрешности (рис. 3.1): - аддитивные, не зависящие от измеряемой...
-
Надежность Расчетным показателем надежности для создаваемой системы является вероятность безотказной работы - вероятность того, что в пределах заданной...
-
Классификация исполнительных устройств Исполнительные устройства (ИУ) предназначены для воздействия на технологический процесс в соответствии с командой...
-
Определение формы и габаритных размеров упаковки Для разработки развертки и штанцевальной формы картонной упаковки для пищевой отрасли была выбрана...
-
К разряду управляющего оборудования в аппаратной части АСУТП относятся программируемые реле, ПЛК, панели оператора с функцией ПЛК и т. д. Т. к....
-
Проектируемая система адаптивного управления представляет собой комплексную систему автоматического регулирования, состоящую из двух подсистем,...
-
Для измерения уровня концентрации (показатель рН) ионов водорода в растворе или жидкости используют pH метр. Его принцип действия основывается на...
-
В данном случае нам потребуются 2 прибора для измерения давления в контурах 3 и 6 в диапазонах 240±10 кПа и 15±1 кПа соответственно, обладающие...
-
Для измерения давления или разрежения в технологических агрегатах, сосудах или трубопроводах отечественная промышленность выпускает две группы приборов:...
-
Для проектируемой системы управления требуется 1 прибор для измерения расхода (контур 4). Необходимо учесть, что измеряемыми средами являются кислота и...
-
Волочильный стан включает (чертеж ЮУрГУ 185.400.214.00.00.00.СБ): размоточное устройство (1); окалиноломатель роликового типа (2); мыльницу с фильерой...
-
Определение "погрешность" является одним из центральных в метрологии, в котором используются понятия "погрешность результата измерения" и "погрешность...
-
Система автоматизации управления ТРК и учета нефтепродуктов В связи с тем, что прием нефтепродуктов на АЗС не автоматизирован, возникает проблема с...
-
Применяемые в современном машиностроении протяжки разделяют по назначению на две большие группы: внутренние протяжки, используемые для обработки...
-
Регистраторы - Комплекты измерительных приборов, приспособлений и инструментов
ТОЧЕЧНЫЕ РЕГИСТРАТОРЫ. В точечных регистраторах свободно подвешенная стрелка (задающая душка) периодически прижимается к красящей ленте, установленной...
-
В настоящее время потребности пищевой промышленности в приборах для измерения расхода, массы и объема различных пищевых продуктов удовлетворяются в...
Устройство для измерения линейных размеров (патент РФ № 2082077) - Разработка измерительного устройства для контроля линейных размеров