SU1631252A1

SU1631252A1 - Measuring head

Info

Publication number: SU1631252A1
Application number: SU884413658A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Томашевич Заблоцкий; Альбинас Юозович Каспарайтис
Original assignee: Вильнюсский Филиал Экспериментального Научно-Исследовательского Института Металлорежущих Станков
Priority date: 1988-04-20
Filing date: 1988-04-20
Publication date: 1991-02-28

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в координатных измерительных машинах. Целью изобретени вл етс повышение точности. В корпусе измерительной головки расположен двухступенчатый цилиндрический концентратор механических колебаний . В ступени концентратора большего диаметра выполнена полость, расположенна вблизи места креплени концентратора к элементам его базировани в корпусе. Пьезоэлектрический возбудитель колебаний размещен в этой полости с нат гом, обеспечивающим акустический контакт. 4 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used in coordinate measuring machines. The aim of the invention is to improve the accuracy. In the case of the measuring head there is a two-stage cylindrical hub of mechanical vibrations. In a step of a larger diameter hub, there is a cavity, located near the point of attachment of the hub to the elements of its base in the housing. A piezoelectric exciter is placed in this cavity with a tension providing acoustic contact. 4 il.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в приборах и системах координатных измерений , например в координатных измерительных машинах.The invention relates to a measuring technique and can be used in instruments and coordinate measurement systems, for example, in coordinate measuring machines.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерительной головки.The aim of the invention is to improve the accuracy of the measuring head.

На фиг. 1 изображена конструктивна схема измерительной головки; на фиг.2 - разрез А - А на фиг. 1 и схема измерени ; на фиг.З - эпюра продольных колебаний концентратора; на фиг.4 - эпюра механических напр жений концентратора.FIG. 1 shows a structural diagram of the measuring head; FIG. 2 is a section A — A in FIG. 1 and measurement circuit; on fig.Z - plot of longitudinal oscillations of the hub; Fig. 4 is a plot of the mechanical stresses of the concentrator.

Измерительна головка содержит корпус 1, чувствительный элемент, выполненный в виде цилиндрического концентратора 2 механических колебаний, состо щего из двух ступеней 3 и 4 разного диаметра, с измерительным наконечником 5. Базирование концетратора 2 в корпусе 1 может быть осуществлено, например, с помощью грибка 6, скрепленного с концентратором в месте стыка двух его ступеней, промежуточныхThe measuring head comprises a housing 1, a sensing element made in the form of a cylindrical concentrator 2 of mechanical vibrations, consisting of two stages 3 and 4 of different diameters, with a measuring tip 5. The basing of the concentrator 2 in the housing 1 can be implemented, for example, with the help of fungus 6 fastened with a hub at the junction of its two stages, intermediate

роликов 7 и фланца 8 корпуса 1. Поджатие грибка 6 к фланцу 8 осуществл етс пружиной 9.rollers 7 and flange 8 of housing 1. Compression of the fungus 6 against flange 8 is performed by spring 9.

В ступени 3 концентратора, имеющей больший диаметр, выполнена полость 10, в которой с нат гом, обеспечивающим акустический контакт, расположен пьезоэлектрический возбудитель 11 механических колебаний поперечной пол ризации. Генератор 12 высокочастотных электрических колебаний подключен к возбуждающей обкладке 13 возбудител 11, фазометр 14 соединен с возбуждающей 13 и измерительной 15 обкладками, обкладка 16 вл етс общей . Показани фазометра могут регистрироватьс в блоке 17.In stage 3 of a concentrator having a larger diameter, a cavity 10 is made, in which a piezoelectric activator 11 of mechanical oscillations of transverse polarization is arranged with a voltage providing acoustic contact. The generator 12 of high-frequency electrical oscillations is connected to the exciter plate 13 of the exciter 11, the phase meter 14 is connected to the exciter 13 and the measuring plate 15, the plate 16 is common. Phase meter readings can be recorded in block 17.

Измерительна головка работает следующим образом.The measuring head works as follows.

От генератора 12 на возбуждающую обкладку 13 подают высокочастотное напр жение , под действием которого пьезоэлектрический возбудитель 11 измен ет свои размеры и возбуждает в концентраторе продольные колебани .From generator 12, a high-frequency voltage is applied to the exciting plate 13, under the action of which the piezoelectric exciter 11 changes its dimensions and excites longitudinal oscillations in the concentrator.

соwith

о соabout with

ю елyou ate

юYu

Частоту генератора выбирают близкой частоте основной гармоники собственных олебаний концентратора. В этом случае плоскость, в которой амплитуда продольных колебаний концентратора равна нулю, совпадает с плоскостью базировани концентратора . Благодар высокой добротности колебательной системы концентратора сдвиг фаз между напр жением генератора и напр жением, снимаемым с измерительной обкладки 15, незначителен.The frequency of the generator is chosen close to the frequency of the fundamental harmonic of the oscillator's own free oscillations. In this case, the plane in which the amplitude of the longitudinal oscillations of the concentrator is zero coincides with the base plane of the concentrator. Due to the high quality factor of the oscillatory system of the concentrator, the phase shift between the generator voltage and the voltage taken from the measuring plate 15 is insignificant.

В момент касани измерительного наконечника 5 контролируемого объекта (не показан) резко снижаетс добротность колебательной системы, сдвиг фаз между генерируемым и измер емым напр жени ми мен етс , что отмечаетс фазометром 14.When the measuring tip 5 of the object to be tested (not shown) touches, the quality of the oscillating system decreases sharply, the phase shift between the generated and measured voltages changes, as indicated by the phase meter 14.

Расположение возбудител 11 в полости 10 повышает добротность колебательной системы, в результате чего повышаетс точность измерени .The location of the driver 11 in the cavity 10 increases the quality factor of the oscillatory system, as a result of which the measurement accuracy is improved.

Claims

The invention The measuring head containing

a housing, a sensing element made in the form of a two-stage cylindrical mechanical vibration concentrator, base elements of a concentrator in the housing connected to a concentrator at the junction of its two stages, and associated with a concentrator is a piezoelectric mechanical oscillator that differs in that , in the step of the concentrator of larger diameter, in the place of its attachment to the elements of the base, a cavity is made, in which with a tension that provides acoustic contact, p zmeschen piezoelectric exciter.

ten

eleven

Fig.z

FIG. 2

Fy