CS213055B1 - Scale of the linear inductive measuring device - Google Patents

Description

⁽⁵⁴⁾ Měřítko lineárního indizetivního cd^řovacíh⁰ zařízen

Vynález se týká rtřítka lineárního induktivního odrněřovvaího zařízení. Řeší konstrukci mřítka zmněujícího periodickou chybu odrněřoiracího zařízení při libovolné délce·

Postatou vynálezu je vytvoření meandrového plošného vinutí mřítka . ve ' tvaru dvou větví, na jednom konci měřítka vodivě spojených a uložených vedle sebe.souběžně s podélnou osou mřítka, přičemž rozteč a šířka meandru obou větví jsou stejné· Obě větve vinutí jsou uloženy vzhledem k posilné ose měřítka symericky anebo jsou *proti sobě přesazeny méně než o polovinu rozteče vln mendiri. Přitom poloha hlavních . vodičů obou větví vzhledem k podélné ose měítka může být kolmá nebo seSikmená s obdobnou podmínkou·

Obbast prožití vynálezu je zejména u velkých NC obrálběcích strojů a obráběcích center pro třískové obrábění včetně elektroerosivního obrUbnl·

213 055

Vynález se týká'měřítka lineárního induktivního odměřovecího zařízení.

Známá induktivní odmě-řovvcí zařízení, pro něž se užívá též obchodního označení induktosyn, sestávají ze dvou Členů, z nichž jeden ztělesňuje délkovou míru a říkáme mu měřítko a druhý, podstatně kaaší, se nazývá jezdec. Signál charakteru střídavého proudu se přenáší indukcí plošného vinutí tvaru meandru, které je na obou členech v rovinách proti sobě. Měřítko má jeden obvod a jezdec dva obvody. Nappjí se buš jezdec nebo měřítko. Zařízení pracuje jako transformátor, jehož výstupní signál méní amplitudu a fázi nebo jen · fázi podle způsobu v závislosti na vzájemném přemíítění obou

Členů proti sobě. K odmmřování se využívá přemíítění, které je kolmé k průměru vodičů a udržuje konstantní mmzeru mezi obřma členy. Je známý princip konstrukce měřítka, jehož plošné vinutí sestává z hlavních vodičů kolmých k odměřovacímu pohybu·s přesnou roztečí např. po 1 . mm a spojek, které vytváří s hlavními vodiči meandr· Hlavní vodiče i spojky se pcodíejí na tvaru přenášeného signálu, který se opakuje s roztečí meandru, která odpovídá dvojnásobku rozteče hlavních vodičů. Aby bylo možno odměňovat libovo]^ zvolený díl rozteče meandiri, je nutno signál odpovídaje í rozteči intar^lovat. Pří interpolaci vzniká chyba, jejíž hlavní příčinou je to, že interpolovaný signál není v jednoduché souvislosti se vzájmoným přemístřním obou členů. Tato chyba je systematická a nazývá se periodická chyba narozddl od součtové chyby vyjadiřilící nepřesnost celé délky tóř^á^^tka. Souivslost signálu a vzájemného přemítání obou členů je dána- způsobem napájeni a vyhodnocování signálu a pro jakýkoliv způsob napájení a vyhodnocení je ovlivnřna konstrukcí meandru měřítka. Je známo, že záleží na poměru šířky vodiče k rozteči, na poměru délky hlavního vodiče k délce spojky meandru, na tom, kde a v jaké vzdálenosti se od meandru položí vodič .

spoulící konec meandru s vývodem. Protože vodič ve tvaru meandru má mimo ohmického odporu i kapacitu · vůči podložce, ne níž je pUileváěn, a protože měřítko má obvykle mlohonássbáě větší délku než ^^ΙΙ^^ člen, záleží i na tom, v · kterém místř délky měřítka se odměřuje. Čááti· měřítka mimo čésit, kterou zaujímá jezdec, jsou nesymetrickou prom^r^n^livou odporovou a kappai-tní zátěží. Při velkých sřmířovvαích délkách se do měřítka indukují rušivá střídavá nap^í z cizích mag^etckých polí a · uplatňují se vlivy různých zemicích potenciálů. Tyto skutečnost zhoršují periodickou chybu natolik, že se hledá řešení k jejímu omezen. Jsou známa dvř řešení, která m^í omeezt periodickou chybu změnou konstrukce vinutí na měřítku. S-tarši z nich užívá po obou · stranách meandru po jednom stínícím vodiči rovásbřžném se smyslem měřícího pohybu· Signál indukovaný do meandru se z jeho konce vrací ohřma zmínřniými vod^i. Tím leží meandr uvnitř smrčky která má odesínit vliv střídavého rušivého pole. Představímeeli si jezdec jako primární část transformátoru nebo jako generátor, potom se s jeho pohybem podél měřítka rnmní rozdělení odporů vinutí zbýv^ících částí před a za generátorem. Se změnou rozdělení odporů se mění i rozdělení kapacit vůči zem, přičemž změny induk^no^ lze u mejgářositého tvaru vinutí pro používané frekveásj zanedbat. Má-11 elektronické zařízení, připojené k vývodům· městka, symeerický vstup s uzemnřným středem, potom do<^1^4^2^zí asymeerií měřítka k rozvážení tohoto vstupu a změnám ampHtudy i periodické chyby podál délky městka, takže např. na konci měřítka může být chyba několikrát <^^8^ než na začátku. Volba optimální geomeerie vinutí vedoucí k přijatelné periodické chybř se ipXatní jen v malém úseku měřítka. Jiné známé řešení používá ke konstrukci

213 155 _n měřítko dvou paralelních vodičů bifllárnš poklidných po obou stranách SQršlonáho *mdrfl· Tento myšlený meandr je takový» aby výsledná roatoč hlavních vodlčů byla opět lom o obrn vodiče jsou ва konci měřítka spojeny· Toto řečení má proti předchoslun výhoda v tem, 9e je symetrické. Petit však vzniká ve dvojitých spojkách meandru· Vhější spojky jsou delší než vnitřní a jsou protékány proudy protivných smyslů. Hlavní vodiče jsou vůči jedné straně meandru různě dlouhé a nelze proto dosáhnout potřebného sinusového průběhu Induktivní vazby. Sečení je mimořádně náročné na montážní přesnost jezdce, a tok účinek na zmenšení periodické chyby touto konstrukcí měřítka je problematický. Závislost periodické chyby *· délce měřítka jo eliminována, periodická chyba js však po colé délce aiřítka větší.

Uvedené nevýhody odstraňuje měřítko podle vynálezu, které má meandrovité plošné vinutí Izolovaně uložené na nosiči tvaru pásu a tvořené dvěma meandrově tvarovanými větvemi uloženými vedle sobe souběžně s podélnou osou měřítko o na jednom konci měřítka vodivě spojenými, přičemž rozteče hlavních vodičů obou dvou větví jsou shodné· Vzájemná poloha obou větví ve směru podélné osy měřítka odpovídá návosnoati protilehlých hlavních vodičů dvou větví s tolerancí vzájemného přesazení o hodnotu menší než je rozteč sousedních hlavních vodičů. Protilehlé hlavní vodiče jsou к podélné oee měřítka kolmé nebo jsou sečlkmeny o hodnotu danou největším rozměrem kolmých průmětů obrysů protilehlých hlavních vodičů ve směru podélné osy měřítka, menším než je rozteč sousedních hlavních vodičů. Přitom součet velikosti vzájemného přesazení obou větví ve směru podélné osy měřítka a největšího rozměru kolmých průmětů obrysů protilehlých hlavních vodičů při jejich sešikmení к podélné ose měřítka musí být menší než rozteč sousedních hlavních vodičů.

Nový účinek vynálezu je v tom, že udržuje přijatelnou periodickou chybu konstantní až do nejdelších délek měřítek dnes užívaných, t. j. do několika metrů. Přijatelná periodická chyba je dána tím, že řešení využívá známého jednoduchého meandru, jehož optimální proporce jsou známy a umožňují používat osvědčených kompenzovaných provedení jezdců. Konstantní hodnoty periodické chyby se dosahuje tím, že měřítko má dvě větve vinutí tak zapojené do jednoho obvodu, že jejich pasivní části zůstávají symetrické při libovolné poloze jezdce majícího vazbu s oběma vinutími mezi počátkem a koncem měřítka· Symetrie obou větví vinutí měřítka je též účinným prostředkem pro eliminaci vlivu raMvých magnetických polí,, zasahujících obě větve vinutí současně· Výhody zůstávají aí se napájí jezdec nebe měřítko· V prvním případě výstupní signál měřítka do předzesilovače je vůči vstupům předzesilovače symetrický, neboí odpory pasivních Částí a parazitní kapacitní a jiné vazby se mění na obou vstupech stejně úměrně s*přemístěním jezdce. V druhém případě, je ternu obdobně·

Účinek vynálezu zůstává zachován, i když jsou meandry obou větví vimtí proti sobě přesazeny o hodnotu £, takže hlavní vodiče obou větví na eebe nenavazují· Přesazení až do hodnoty s rovné rozteči hlavních vodičů se projevuje stejně jako zvětšení šířky vodičů, kterou volíme v závislosti na výšce a rozteči meandru. Přesazení umožňuje pracovat a ažšísd vodiči, což je někdy technologicky výhodné a přináší určitou úsporu materiálu·

Účinek vynálezu zůstává zachován, 1 když hlavní vodiče obou větví nejsou kolmé к podéla né ose měřítka, přičemž se poloha dráha jezdce nemění· Sešikmení vodičů se projevuje jako zvětšení jejich šířky, takže séělkmoním je možno obdobně jako přesazením optimalizovat geometrii vinutí pro minimální periodickou ehybu* Úhly aoBlkmomí hlavních vodičů obou větví

213 035 nohou být voleny oátórně odlišná tak, aby se vyšší harmonické složky v průběhu periodické chyby s .geomtiTL· vinutí eo nejvíce komppnnoovly. ' Maliminí omezující hodnota úhlů seSikmemí vyplývá o toho* Ia kolmý průmět obrysů hlavních vodičů raiuí být mmií než rozteč hlavních vodičů. Jo zřejmé, žo účinek úhlu seSll^ení na účinnou šířku vodiče bude stejný, jde-li o úhel o určitou hodnotu . větší nebo o stejnou hodnotu metní než 90°. SoSUmení a přesazení vodičů loo při staléta účinku.používat současně, když součet obou dvou vlivů nepřetarréí hodnotu «0X110811 routočo-hlavních vodičů.

. Hospodářský výantm vynálezu Jo v tom, že zvyšuje přesnost dlouhých souřadnic odměřovacích zařízení na principu induktosynu. Zvýšení přesnou spočívá ve omnnsní růstu periodické chyby a omezení -její promnnivwti a růstu s délkou měřítka.

Zařízení podle vynálezu jo znázorněno na výlkreae, kdo znróí obr. 1 příčný - řoz měřítkem, obr. ě pohled na základní provedení měřítka podle vynálezu, obr. 3 alternativní moOnost'znázorňující vzájemné p«unutí obou větví a obr. 4 alternativní možnost ínázoláíutící sešilmoní obou větví - iimrt£.

V příčném řozu je na obr. 1 označen libovolný nosič .1 tvaru pásu, na němž jo známým způsobem na vrstvě izolace 2. uloženo vinutí. sostáveaící ze dvou. větví J, zhotovené známým způsobem nap·, o mMěné folie. Talkto vytvořené vinutí jo ncsiteOem délkové míry a vytváří měěítko. Obě větve J jsou tvořeny meandry sestávajícími z hlavních vodičů _£, jejichž rozteče t jsou ztěleněnim míry a meandr jo dotvářen spojkami 2, á· Obě větve J jsou na jednom konci vodivě spojeny - lbhcveonným způsobem spojkou - . - takže obě větvo J jsou v sérii a -nejí vývody 8 » 2· —i alternativním provedení jsou obě větve vzájemně přesazeny ve směru podélné osy měřítka o hodnotu в mměí než jo roztoč t'sousedních hlavních vodičů 4. Dálo jo ^onáoorněno možné seěltaeetí hlavníc^h vodičů ⁴ naklontaím v úhleo^h° a ^β, růonýc^h od 90°. Maximám hodnota naklonění . jo dána největším rozměrem kolmých průmětů obrysů protilehlých hlavních vodičů ⁴ vo směru podélné - osy rtěítka, vždy menším než jo roztoč t sousedních hlavních vodičů £. Je možné rovněž noonáoorněné - provedení měřítka při využií možnnosi vzájemného přesazení a současného naklonění jodné nobo.obou větví J, přičemž součet velikostí vzájemného přesazení obou větví J ve směru podélné . osy mměítka a největšího rozměru kolmých průmětů obrysů protilehlých hlavních vodičů'' ⁴ - při jojich sešikmení k podélné ose mměítka musí být monSí nož rozteč £ sousedních hlavních vodičů 4.

Poiuití těchto zařízení - přichází v - úvahu zejména u velkých obráběcích strojů jako jsou obráběcí centre, horizontky, frézky apod., - a . to i v prostředí ee sinnýmb rušivými poli, napě. při olokUrooálsivnm obrálbění.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Měříkko íneeánfthho nrauuktinnhoo rfaěřovachho zařízení - poonýmrn mosnl.dгovitmm vnuutmiB izolovaně uloženým - na noolči tvaru- pásu, vyznačené tím, že vinutí jo tvořeno dvěma meandrově tvarovaným větvemi (3), uloženými vedlo sebe souběžně s podélnou osou měřítka a na jednom konci mmřítka vodivě spojenými - spojkou - (7), přičemž roztoče (t) hlavních vodičů (4) obou větví (3) jsou shodné.

   213 055
2. 2· Měřítko podle bodu 1, vyznačené tím, že vzájemná poloha dvou větví (3) ve směru podélné osy měřítka odpovídá návaznosti protilehlých hlavních vodičů (4) s tolerancí vzájemného přesazení o hodnotu (s) menší než je rozteč (t) sousedních hlavních vodičů (4)·
3. 3· Měřítko podle bodu 1 a 2, vyznačené tím, že hlavní vodiče (4) obou větví (3) jsou к podélné ose měřítka kolmé·
4. 4. Měřítko podle bodu 1, vyznačené tím, že hlavní vodiče (4) obou větví (3) jsou vzhledem к základně měřítka sešikmeny o úhly (ο<_ζ β ) různé od 90° a jejichž maximální hodnota naklonění je dána největším rozměrem kolmých průmětů obrysů protilehlých hlavních vodičů (4) ve směru podélné osy měřítka, menším než je rozteč (t) sousedních hlavních vodičů (4).
5. 5. Měřítko podle bodů 1, 2a 4, vyznačené tím, že součet velikosti vzájemného přesazení větví (3) ve směru podélné osy měřítka a největšího rozměru kolmých průmětů obrysů protilehlých hlavních vodičů (4) při jejich sešlkmení к podélné ose měřítka je menší než rozteč (t) sousedních hlavních vodičů (4)·