SU1352184A1 - Устройство дл измерени длины,скорости и ускорени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к из.меритель- ной технике. Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет повышени  качества нанесени  измерительных меток. С помощью блока 4 монодисперсных капель нанос тс  метки на объект 2 измерени , одновременно запускаетс  генератор 7 эталонной частоты. При входе метки в область регистрации срабатывает блок 5 считывани  метки, посылаетс  команда на печать сле- дуюшей метки, счетчик 11 пути фиксирует прохождение очередного шага между метками LS, счетчик 12 скорости передает в вычислительные блоки 13 и 14 информацию о том, сколько периодов эталонной частоты прошло за врем  прохождени  одного шага. Блок 15 индикации и регистрации пути регистрирует длину с начала измерени . Блоки 13, 14, 16 и 17 определ ют и регистрируют скорость и ускорение. Блок 10 электростатического управлени  дискретностью шага позвол ет без изменени  относительного положени  блоков 4 и 5 измен ть рассто ние между соседними метками. При нажатии на кнопку «Стоп относительное пере- меш.ение каретки 3 и объекта 2 прекращаетс  и электронные блоки переключаютс  в исходное состо ние. 3 ил. (О О) со сд to оо 4;

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет повышени  качества нанесени  измерительных меток.

На фип. представлена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 и 3 - генератор монодисперсных капель, варианты.

Схема реализации устройства (фиг. 1) содержит блок 1 управлени  приводом изне одной точки, а сразу риски-штриха, скорость полета капель должна примерно на пор док превышать скорость измер емого объекта), а также начинает движение объект измерени . Дл  повышени  точности измерени  вводитс  врем  задержки момента начала движени  объекта измерени  до момента осаждени  капли (ввод т соответствующую схему в блок 1 управлени ). При входе метки (ее передмер емого Объекта 2 или перемеш.ением объекта 2 и каретки 3, на которой жестко смонтированы на базовом заданном рассто нии от другого блок 4 нанесени  меток (генератор монодисперсных капель) и блок 5 считывани  меток (фотодатчик , волоконна  линейка, ПЗС-линейка и т.п.). В частности, в качестве измер емого объекта может выступать рулонный материал (стальной лист, ткань, и т.д.). Командный блок 6 кнопкой «Пуск св зан с входом блока управлени  приводом, запускающим входом генератора 7 эталонной частоты и через вход схемы 8 ИЛИ с генератором 4 монодисперсных капель дл  нанесени  меток 9 в виде оптически или электромагнитно распознаваемых точек из крас щих жидкостей или расплавов (чернила, краски , расплавленна  смола, припои и др.). Ге- ,нератор 4 капель электрически соединен с блоком 10 электростатического управлени  дискретностью шага (рассто нием между соседними точками). Кнопка «Стоп электрически соединена С входом блока управлени  приводом, блокируюш1им (запре- щаюцдим) входом генератора 7 эталонной частоты, входами сброса счетчиков 11 и 12 пути и скорости соответственно, и блоков

13и 14 вычислени  скорости и ускорени  соответственно. Выход генератора 7 эталонной частоты электрически соединен со счетным входом счетчика 12 скорости, выход которого подключен к входам блоков 13 и

14вычислени  скорости и ускорени . К выходам счетчика И пути и блоков 13 и 14 вычислени  скорости и ускорени  подключены блоки индикации или/и регистрации пути 15, скорости 16 и ускорени  17, соответственно (например,, частомеры, отградуированные в соответствующих единицах измерени ). Блок 5 считывани  меток через формирователь 18 импульсов электрически соединен со вторым входом схемы 8 ИЛИ, счетным входом счетчика 11 пути и входами сброса и переноса счетчика 12 скорости и блоков 13 и 14 вычислени .

относительным Ю него кра ) в область регистрации сраба15

20

25

тывает блок считывани  метки, посылаетс  команда на печать следуюш.ей метки, счетчик 11 пути фиксирует прохождение очередного шага между метками L, счетчик 12 скорости передает в вычислительные блоки 13 и 14 информацию о том, сколько периодов эталонной частоты прошло за врем  прохождени  одного шага. Счетчик 11 пути и его регистрирующий блок 15 выполн ют операцию Si NILS ,

где Si - пройденный путь (длина, расход) с начала измерени ;

N, - количество зарегистрированных блоком 5 меток.

Счетчик 12 скорости совместно с блоками 13 и 14 вычислени  и блоками 16 и 17 регистрации скорости и ускорени  реализуют следующие операции:

V ( М/

-Тп,- At Т ,/ (n,+n,+i /)

2 ,

где Vf, а; - скорость и ускорение в текущий

момент времени; Т - период генератора 7 эталонной

частоты,

ni - количество импульсов, выданных генератором 7 за врем  последнего шага;

- соответственно за врем  предыдущего шага.

Следовательно, в блоке 14 должно сох- 4Q ран тьс  значение в течение последующего временного интервала. Блок электростатичес кого управлени  дискретностью шага позвол ет без изменени  относительного положени  блоков 4 и 5 измен ть рассто ние между соседними метками, тем самым уве- 45 личива  точность измерени . При нажатии на кнопку «Стоп относительное перемещение каретки 3 и объекта 2 прекращаетс , и электронные блоки переключаютс  в исходное состо ние.

На фиг. 2 представлен генератор моно30

35

Устройство (фиг. 1) работает следующим дисперсных капель, который включает форобразом .

При нажатии кнопки «Пуск одновременно запускаетс  генератор 7 эталонной частоты (например, блокинг-генератор, мультивибратор , или синусоидальный генератор с высокой стабильностью и частотой следовани  импульсов), срабатывает генератор 4 капель, посыла  к измер емому объекту одну каплю (или серию капель дл  получени 

55

сунку 19, сменный сопловой элемент 20 (конус медицинской иглы.) с приклееным вместо иглы соплом 21 (часовой камень), корпус 22, штуцер 23 и трубопровод 24, соединенный с источником посто нного давлени  (не показан), пьезокерамические диски 25, обращенные к электроду 26 (щайба из фольги) одноименными электродами, причем электрод 26 соединен проводом с генене одной точки, а сразу риски-штриха, скорость полета капель должна примерно на пор док превышать скорость измер емого объекта), а также начинает движение объект измерени . Дл  повышени  точности измерени  вводитс  врем  задержки момента начала движени  объекта измерени  до момента осаждени  капли (ввод т соответствующую схему в блок 1 управлени ). При входе метки (ее перед

тывает блок считывани  метки, посылаетс  команда на печать следуюш.ей метки, счетчик 11 пути фиксирует прохождение очередного шага между метками L, счетчик 12 скорости передает в вычислительные блоки 13 и 14 информацию о том, сколько периодов эталонной частоты прошло за врем  прохождени  одного шага. Счетчик 11 пути и его регистрирующий блок 15 выполн ют операцию Si NILS ,

где Si - пройденный путь (длина, расход) с начала измерени ;

N, - количество зарегистрированных блоком 5 меток.

Счетчик 12 скорости совместно с блоками 13 и 14 вычислени  и блоками 16 и 17 регистрации скорости и ускорени  реализуют следующие операции:

V ( М/

-Тп,- At Т ,/ (n,+n,+i /)

2 ,

где Vf, а; - скорость и ускорение в текущий

момент времени; Т - период генератора 7 эталонной

частоты,

ni - количество импульсов, выданных генератором 7 за врем  последнего шага;

- соответственно за врем  предыдущего шага.

Следовательно, в блоке 14 должно сох- 4Q ран тьс  значение в течение последующего временного интервала. Блок электростатичес кого управлени  дискретностью шага позвол ет без изменени  относительного положени  блоков 4 и 5 измен ть рассто ние между соседними метками, тем самым уве- 45 личива  точность измерени . При нажатии на кнопку «Стоп относительное перемещение каретки 3 и объекта 2 прекращаетс , и электронные блоки переключаютс  в исходное состо ние.

На фиг. 2 представлен генератор моно30

35

дисперсных капель, который включает фор дисперсных капель, который включает фор55

сунку 19, сменный сопловой элемент 20 (конус медицинской иглы.) с приклееным вместо иглы соплом 21 (часовой камень), корпус 22, штуцер 23 и трубопровод 24, соединенный с источником посто нного давлени  (не показан), пьезокерамические диски 25, обращенные к электроду 26 (щайба из фольги) одноименными электродами, причем электрод 26 соединен проводом с генератором переменного напр жени  синхронизации каплеобразовани  (не показан). Использование конуса от медицинской иглы и часового камн  существенно упрощает изготовление соплового элемента и снижает его стоимость. Длина консольной части фор- сунки от стенки 22 корпуса (со стороны пьезокерамики) до сопла кратна нечетному числу четвертей длины волны упругой деформации в форсунке. Фильтр 27 расположен в пустоте посадочного конуса и обес- печивает фильтрацию жидкости в непосредственной близости у сопла. Форсунка со стороны сопла имеет острую кромку по всему периметру, что обеспечивает плавное сопр жение внутреннего канала с сопловькм элементом и исключает образование воздушных пробок.

Подвод жидкости выполн етс  по боковой поверхности буртика форсунки через коленообразный канал в форсунке. Дл  снижени  вибрации щтуцера и fpyбoпpoвoдa они размещаютс  в непосредственной близости к пьезо ерамике, т.е. к узловому сечению , которое неподвижно. Зажим сборных элементов осуществл етс  посредством пружины 28 и регулировочной гайки 29 (дл  регулировани  усили  прижима бурти- ка форсунки, пьезокерамических, пьезокера- мических элементов, электрода и корпуса). Втулка 30 (например, фторопластова ) выполн ет функции изол тора и базирующего элемента.

Генератор (фиг. 2) капель работает еле- дующим образом.

По трубопроводу 24 под посто нным давлением подаетс  рабоча  жидкость, котора  вытекает через сопло 21 в виде ламинарной сплошной струи. При подаче на электрод 26 напр жени  синхронизации (второй провод подключен к корпусу) пьезокера.ми- ка начинает испытывать осевые раст жени  и сжати , которые передаютс  к соплу. При этом жидкость в окрестности сопла испытывает знакопеременную модул цию давлени , и стру  приобретает пульсации скорости истечени . По вл ющиес  перет жки в струе нарастают экспоненциально и привод т к дроблению струи на регул рный поток капель. Капли в дальнейшем могут, быть зар жены и отклонены дл  то- чечной или мозаично-матричной маркировки. Неиспользованные капли попадают в ловушку 31 через элемент 32 и электрод 33. На зар жающий электрод 33 подаютс  в момент-отрыва капли импульсы, пропорциональные требуемому отклонению. Причем можно ввести две пары отклон ющих пластин . Одно отклон ющее поле используетс  дл  отклонени  по вертикали (в частности, дл  прочерчивани  вертикальных меток), а второе (не показано) - дл  управлени  дискретностью шага. Блок 34 св зы- вает генератор капель с командным блоком 6.

В другом варианте генератор капель (фиг. 3) включает корпус 35 с систе

5

п 5

0

5 0 5

5

0

мой 36 капилл рных каналов, пьезокерами- ческий преобразователь 37 электрических импульсов DC в импульсы давлени .

Шланг 38 св зывает генератор 39 капель с резервуаром с маркируюп ей жидкостью 40. Предусмотрены электроды 41 коронно- импульсного датчика пролетающих капель, на который подаетс  напр жение Улат, с со- протп влени  R снимаетс  сигнал регистрации пролетающих капель. Электроды 42 создают неоднородное отклон ющее электрическое поле.

Генератор капель функционирует как без- клапанный насос дл  покапельного перекачивани  жидкости. На каждый электрический импудьс пьезокерамический преобразователь создает в камере импульс давлени , под действием которого из сопла 43 выбрасываетс  капл  44 (одна капл  на каждый импульс). Геометрические размеры капилл ров 36, сопла 43, свойства жидкости (в зкость, плотность, смачиваемость, способность испар тьс ), материал сопла подобраны так, что обеспечиваетс  диодный эффект, т.е. при подаче импульса (расширение пьезокерамики ) через сопло выбрасываетс  одна капл , а при сн тии импульса жидкость из резервуара 39 всасываетс  в генератор капель, но всасывание воздуха через сопло 43 исключаетс . Между отключающими электродами 42 создаетс  импульсное резко неоднородное электрическое поле, которое отклон ет даже незар женные капли.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  длины, скорости и ускорени , содержащее блоки нанесени  и считывани  меток, отсто щие один от другого на заданном рассто нии в направлении измерени , счетчик скорости и соединенный с ним блок вычислени  скорости , отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности измерени , блок нанесени  меток выполнен в виде генератора монодисперсных капель, а устройство снабжено командным блоком, вк.тючаюцд,им кнопки «Пуск, «Стоп и блок электростатического управлени  дискретностью щага, выходом соединенный с входом генератора монодисперсных капель, генератором эталонной частоты, входом соединенным с кнопкой «Пуск, а выходом - с входом счетчика скорости, блоком вычислени  ускорени , первым входом соединенным с выходом счетчика скорости, вторым и третьим входами - со вторым и третьим входами блока вычислени  скорости соответственно, счетчиком пути, входом соединенным с третьим входом блока вычислени  ускорени , формирователем и.мпульсов, входом соединенны.м с выходом блока считывани  меток, элементом ИЛИ, входом соединенным с выходом формировател  импульсов и первым входом счетчика пути и вторым входом счетчика скорости, а выходом - со вторым входом

   генератора монодисперсных капель, индикаторами ускорени , скорости, пути, входами соединенными с выходами блоков вычислени  ускорени  и скорости и счетчика пути, кнопка «Стоп электрически соединена со

   4.

   7Э

   22

   .28 20 21 Г-,

   Ы1

   дат. -.

   + -гСИЗ-

   вторыми входами генератора эталонной частоты , блока вычислени  скорости, счетчика пути и третьим входом счетчика скорости, кнопка «Пуск электрически соединена со вторым входом элемента ИЛИ.

   .

   q3us.S

   Редактор Л. Повхан Заказ 5269/33

   Составитель l. Крюкова

   Техред И. ВересКорректор М. Макеимишинец

   Тираж 677Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

   1 13035, .Москва, Ж--35, Раушска  наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Уж1-ород, ул. Проектна . 4