RU2165068C2 - Датчик перемещения - Google Patents
Датчик перемещения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2165068C2 RU2165068C2 RU99113639A RU99113639A RU2165068C2 RU 2165068 C2 RU2165068 C2 RU 2165068C2 RU 99113639 A RU99113639 A RU 99113639A RU 99113639 A RU99113639 A RU 99113639A RU 2165068 C2 RU2165068 C2 RU 2165068C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lever
- spring
- rod
- measuring element
- loaded
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам, контролирующим перемещение деталей машин, и может быть использовано в системах контроля машинами и оборудованием. Датчик содержит корпус, закрепленный в нем измерительный элемент тензометрического типа и упругий элемент, редуцирующий перемещение контролируемой детали в перемещение чувствительного узла измерительного элемента. Упругий элемент содержит плоский подпружиненный рычаг, воздействующий на чувствительный узел измерительного элемента и шарнирно связанный с ним подпружиненный шток. Рычаг выполнен с канавками, расположенными на противоположных его сторонах, свободный конец рычага выполнен в виде вилки, через которую проходит шток. Технический результат - обеспечение передаточной характеристики, близкой к линейной. 1 с. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Заявляемое изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам, контролирующим перемещение деталей машин, и может быть использовано в системах контроля машинами и оборудованием.
Из уровня техники известны датчики перемещения различных конструкций, однако общим для них является то, что перемещение в датчиках преобразуется в электрический сигнал с помощью чувствительных элементов резистивного, индуктивного, магнитного, тензометрического и т.д. типа [1, с. 19-263]. У каждого типа чувствительных элементов имеются свои достоинства и недостатки, например, у резистивных датчиков со скользящим контактом проблемой является переходное сопротивление точке контакта, вносящее существенное искажение в сигнал датчика [2, с. 346-347], у пружинных омических датчиков невысоки точность и надежность [1, с.24]. Использование емкостных и индуктивных датчиков осложняется необходимостью тщательного экранирования от внешних полей и требует высокой точности изготовления [1, С.202-206; 2, с. 360; 3, с. 41].
В последнее время расширяется применение тензометрических чувствительных элементов, что обусловлено их высокой чувствительностью [3, с.42]. Однако диапазон измеряемых перемещений у элементов такого типа невелик - до 500 микрон [1, с. 17] , что вызывает необходимость использования передаточных звеньев, обеспечивающих преобразование измеряемых перемещений в приемлемую для датчиков величину - т.н. упругих элементов. В качестве упругих элементов используются стержни, кольца, тонкостенные цилиндры, плоские пружины в виде балок, а также мембраны, сельфоны [3, с. 13-21; 4, с. 66-67], пары рычагов, связанных упругим шарниром [5] и т.д. Наиболее предпочтительным следует признать упругие элементы, имеющие линейную передаточную характеристику, в этом случае в значительной степени облегчается обработка сигнала датчика и повышается точность измерения.
Наиболее близким к заявленному является измеритель линейного смещения, содержащий корпус с закрепленным на нем измерительным элементом, чувствительный узел которого кинематически связан с упругим элементом в виде системы блоков типа полиспаста [6]. Перемещение узла редуцируется в диапазон, воспринимаемый измерительным элементом. Часть блоков упругого элемента жестко фиксирована на корпусе, другая часть связана с измерительным элементом.
Известное устройство, выбранное в качестве прототипа, как представляется, обладает недостатком - использованием нити значительной длины, которая имеет собственный коэффициент растяжения, что вносит систематическую ошибку в результат измерения.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности измерения за счет исключения систематической ошибки.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для измерения перемещений, содержащем чувствительный элемент и кинематически связанный с ним упругий элемент, последний выполнен в виде подпружиненного консольно закрепленного плоского рычага и шарнирно связанного с ним подпружиненного штока.
Пружина рычага выполнена с канавками, перпендикулярными плоскости симметрии, выполненными навстречу друг другу, расположенными на противоположных его сторонах и глубиной более половины толщины рычага. Расстояние между канавками определяет жесткость пружины. Пружина рычага может быть выполнена в виде тонкой металлической полосы из упругого материала, например фосфористой бронзы, рычаг может быть подпружинен и отрезком цилиндрической пружины.
Подпружинивание штока может быть выполнено размещением его внутри цилиндрической или конической пружины, один конец которой жестко связан с одним из концов штока, а второй - с подвижной втулкой, свободно перемещающейся по штоку за счет имеющегося зазора между штоком и втулкой и опирающейся на свободный конец рычага, выполненный в виде вилки.
В случаях, когда ось штока должна перемещаться в направлении, близком к перпендикулярному плоскости рычага, в корпусе может быть выполнено отверстие для свободного конца штока.
Подпружиненный рычаг имеет передаточную характеристику, близкую к линейной [3, с.21], пружина штока также имеет линейную характеристику, что обеспечивает возможность простой обработки результатов измерений.
Вариант заявляемого устройства показан на чертеже.
Шток 1 имеет две втулки 2 и 3, причем втулка 2 - скользящая за счет зазора со штоком, а втулка 3 жестко прикреплена к штоку. К втулкам жестко прикреплена цилиндрическая пружина 4. Скользящая втулка опирается на свободный конец 5 плоского рычага 6, выполненного в виде вилки. Опора втулки выполнена в виде цилиндрических выступов на наружной поверхности 7, размещаемых в соответствующих полукруглых углублениях 8 вилки. Второй конец рычага жестко закреплен в корпусе 9, в последнем размещен измерительный элемент 10 тензометрического типа, например тензопреобразователь мембранный (ТУ 25-2472.0052-92). Чувствительный узел измерительного элемента опирается на рычаг. Рычаг имеет две параллельные несовпадающие канавки 11 и 12, выполненные на противоположных плоскостях рычага навстречу друг другу и имеющие глубину более половины толщины рычага. Расстояние между канавками выбрано исходя из требований жесткости подвески. В корпусе имеется отверстие для свободного конца штока 13.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Конец штока с втулкой 3 жестко связан с перемещаемым узлом контролируемого агрегата. При перемещении штока пружина растягивается за счет перемещения его внутри втулки 2, которая передает усилие на рычаг и чувствительный узел измерительного элемента. Сигнал последнего подают на усилительно-измерительное устройство (на чертеже не показано).
Описанное устройство испытано в лабораторных и промышленных условиях.
Датчик показал следующие параметры:
измеряемое перемещение: до 300 мм;
линейность и точность определяются фактически примененным тензопреобразователем.
измеряемое перемещение: до 300 мм;
линейность и точность определяются фактически примененным тензопреобразователем.
Литература
1. Д. И. Агейкин, Е.Н. Костина, Н.Н. Кузнецова. Датчики контроля и регулирования. М.: Машиностроение, 1965.
1. Д. И. Агейкин, Е.Н. Костина, Н.Н. Кузнецова. Датчики контроля и регулирования. М.: Машиностроение, 1965.
2. Ж. Аш и др. Датчики измерительных величин. Кн 2. М.: Мир, 1992.
3. Л.А. Осипович. Датчики физических величин. М.: Машиностроение, 1979.
4. Е. С. Левашина, П.В. Новицкий Электрические измерения физических величин. Измерительные преобразователи. М.: Энергомашиздат, 1983.
5. Датчики перемещения для измерения раскрытия щели. Патент США N4098000, МПК G 01 B 5/00, опубл. 04.07.78 г.
6. Измеритель линейного смещения. Заявка Японии N55-15641, МПК G 01 B 5/00, опубл. 25.04.80 г.
Claims (4)
1. Датчик перемещения, содержащий корпус, закрепленный на нем измерительный элемент, чувствительный узел которого связан с упругим элементом, редуцирующим измеряемое перемещение, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде консольно закрепленного в корпусе плоского подпружиненного рычага и шарнирно связанного с ним подпружиненного штока.
2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что рычаг выполнен с канавками, расположенными на противоположных его сторонах, причем свободный конец рычага выполнен в виде вилки.
3. Датчик по п.1 или 2, отличающийся тем, что шток размещен внутри цилиндрической пружины, концы которой закреплены на втулках, одна из которых жестко связана со штоком, а вторая установлена на штоке с возможностью перемещения.
4. Датчик по одному из пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что корпус имеет выступ с отверстием, через которое проходит конец штока, свободный от пружины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99113639A RU2165068C2 (ru) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Датчик перемещения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99113639A RU2165068C2 (ru) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Датчик перемещения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99113639A RU99113639A (ru) | 2001-03-27 |
RU2165068C2 true RU2165068C2 (ru) | 2001-04-10 |
Family
ID=20221751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99113639A RU2165068C2 (ru) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Датчик перемещения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2165068C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215853U1 (ru) * | 2022-10-03 | 2022-12-29 | Закрытое акционерное общество "Мезон" | Преобразователь линейных наноперемещений |
-
1999
- 1999-06-29 RU RU99113639A patent/RU2165068C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
С.П.ГОНЧАРОВ И ДР. ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ И УСИЛИЙ (СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ) - М.: МАШГИЗ, 1955. С 61. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215853U1 (ru) * | 2022-10-03 | 2022-12-29 | Закрытое акционерное общество "Мезон" | Преобразователь линейных наноперемещений |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1456599B1 (en) | Position sensor comprising elastomeric material | |
US4322775A (en) | Capacitive pressure sensor | |
US7134219B2 (en) | Fiber optic gap gauge | |
JPH03277919A (ja) | 容量型測定用変換器 | |
US5115680A (en) | Displacement sensor with mechanical preamplification means | |
CN110531109A (zh) | 一种小型弹性板结构的光纤光栅加速度传感器及其测量方法 | |
US4091680A (en) | Force transducer having a linear transfer characteristic | |
US3713333A (en) | Force measuring apparatus | |
US7543519B2 (en) | Device for high-precision generation and measurement of forces and displacements | |
RU2165068C2 (ru) | Датчик перемещения | |
US20050066742A1 (en) | Capacitive dynamometer | |
US2958056A (en) | Transducer | |
US3248936A (en) | Temperature compensated transducer | |
US4458292A (en) | Multiple capacitor transducer | |
US5070736A (en) | Differential pressure sensor with read-out device | |
SU1561001A1 (ru) | Датчик давлени | |
WO2009089836A1 (en) | Tubular sensor capacitive load cell | |
RU2790530C1 (ru) | Электромеханический тензометр | |
US3427884A (en) | Differential pressure transducer | |
CN209920482U (zh) | 成型机以及用于成型机的操作装置 | |
WO1982003916A1 (en) | Pressure transducer | |
RU2019788C1 (ru) | Тензодатчик для измерения перемещений | |
US3167963A (en) | Strain gage differential pressure transmitter | |
SU587367A1 (ru) | Устройство дл измерени нормальных напр жений к ротационному реогониометру вейссенберга | |
SU1474450A1 (ru) | Тензорезисторный преобразователь перемещений |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070630 |