(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ С ПОСТОЯННЫМ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ УСИЛИЕМ(54) LINEAR SIZE METER WITH CONTINUOUS MEASURING EFFORT
Изобретение относитс к измеритель ной технике и предназначено дл использовани в промышленности и поверочных органах. Известно измерительное устройство содержащее скобу, неподвижную п тку, подвижный измерительный стержень, узел задани посто нного измерительного усили , преобразователь перемещени стержн в электрический сигнал 1. Посто нство измерительного усили в данном измерительном устройстве обеспечиваетс за счет использовани механической пружины. Однако «есткос ее может измен тьс с течением време ни, что приводит к по влению дополнительной погрешности как самой измер емой детали, так и измерительных губок измери.телд. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс измеритель линейных размеров с посто нным измерительным усилием, содер жащий корпус с элементом базировани , измерительный стержень, установленный в корпусе с возможностью перемещени в направлении элемента базировани , преобразователь перемещени стержн в электрический сигнал, датчик измерительного усили , расположенный между элементом базировани и измерительным стержнем. В известном измерителе линейных размеров считывание показаний происходит при достижении требуемого измерительного усили , определ емого величиной тока, протекающего через переходное сопротивление вход щего а измерительную цепь прибора 2. К его недостаткам следует отнести невозможность автоматического проведени серии измерений одного и того же линейного размера дл получени несмещенной, состо тельной и эффективной оценки истинного значени из-мео емой величины. Кроме того, трудно подобрать величину переходного сопротивлени достаточной точности. Цель изобретени - повышение томности измерений. Указанна цель достигаетс тем, что измеритель линейных размеров, содержащий корпус с элементом базировани , измерительный стержень, установленный в корпусе с возможностью перемещени в направлении элемен та базировани , преобразователь перемещени стержн в электрический сигнал, датчик измерительного усили между элементом базировани и изме;рительным стержнем, снабжен пороговы элементом, ключевым элементом, управ л емым продольным вибратором и стати тическим анализатором, выход датчика усили соединен со входом порогового элемента, выход которого соединен с управл кхцим входом ключевого элемента, а информационный вход последнего соединен с вь1ходом преобразовател перемещени стержн , механический выход вибратора соединен с подвижным измерительным стержнем управл ющий вход вибратора соединен с выходом порогового элемента, а вход статистического анализатора соединён с выходом ключевого элемента . Измеритель линейных размеров в общем виде может представл ть собой стандартную механическую конструкцию микрометра, штангельциркул , оптиметра , высотомера и т.п. На чертеже представлен измерител линейных размеров. Измеритель содер хит корпус 1 с элементом базировани , измерительны стержень 2, преобразователь перемещени стержн в электрический сигнал выполненный, например, в виде дифференциального трансформатора 3 последовательно соединенных датчика 4 измерительного усили , установленного на элементе базировани корпуса 1 (или на измерительном стержне 2), и порогового элемента 5 ключевом элемент 6, управл емый продольный вибратор 7, механический соединенный с измерительным стержнем 2, статистический анализатор 8 с аналого-цифровым преобразователем 9. Кроме того , в измерителе имеетс пружина 10 и микрометрический винт 11. Измеритель линейных размеров работает следующим образом. В процессе измерени микрометрический винт 11 перемещает измерительный стернень 2 к элементу базировани корпуса 1. При этом дифференциальный трансформатор 3 преобразует линейное перемещение измерительного стержн 2 с помощью аналого-цифрового преобразовател 9 в соответствующий цифровой сигнал, который поступает на ключевой элемент 6. В момент касани измер емого тела стержнем 2 пружина 10 начинает деформироватьс , развива усилие, передаваемое через измер емое тело датчику Ц, выполненному, например, в виде малогабаритного кварцевого датчика. При достижении усили , задаваемого из услови максимальной точности конкретного образца прибора и устанавливаемого в пороговом элементе 5, последний срабатывает и выдает сигнал, включающий управл емый продольный вибратор 7. Этот же сигнал поступает на ключевой элемент 6, который открываетс и дает разрешение на запись цифрового сигнала с аналого-цифрового преобразовател 9 в статистический анализатор 8. При этом вращение микрометрического винта 11 прекращаетс . Поскольку вибратор, св занный с измерительным стержнем 2, развивает усилие с амплитудой, несколько превышающей величину порогового значени , запись в статистический анализатор 8 проводитс за период . При записи последнего (п-го) измерени вибратор 7 останавливаетс (цепь управлени на чертеже не показана ). Статический анализатор G может, например, оценить случайные погрешности и доверительные границы этих погрешностей и математическое ожидание измер емого ра.змера по данным, получаемым в результате п измерений, Число измерений ji, а также величина заданного усили (из m возможных значений), при которых происходит непосредственно съем информации об измер емой линейной величине, выбираетс из услови минимума ошибки, определ емой при настройке измерител линейных размеров по эталонной концевой мере длины. Использование изобретени позвол ет повысить точность и достоверность измерений. формула изобретени Измеритель линейных размеров с посто нным измерительным усилием.The invention relates to a measuring technique and is intended for use in industry and calibration bodies. A measuring device is known comprising a clip, a fixed hem, a movable measuring rod, a unit for setting a constant measuring force, a transducer for moving the rod into an electrical signal 1. The measuring force in this measuring device is provided by using a mechanical spring. However, its temperature may change over time, which leads to the appearance of an additional error in both the measured part itself and the measuring jaws. The closest to the technical essence of the invention is a linear measuring instrument with a constant measuring force, comprising a housing with a base element, a measuring rod mounted in the housing with a possibility of moving in the direction of the base element, a transducer moving the rod into an electrical signal, a measuring force sensor, located between the base member and the dipstick. In the known linear gauge, reading occurs when the required measuring force is reached, determined by the amount of current flowing through the transient resistance of the input circuit to the measuring circuit of device 2. The disadvantages include the impossibility of automatically conducting a series of measurements of the same linear dimension to obtain an unbiased , a consistent and effective estimate of the true value of the magnitude. In addition, it is difficult to choose the magnitude of the transient resistance of sufficient accuracy. The purpose of the invention is to increase the measurement languor. This goal is achieved by the fact that the linear dimension meter, comprising a housing with a base element, a measuring rod installed in the housing with the ability to move in the direction of the base element, a rod displacement transducer into an electrical signal, a measuring force sensor between the base element and the measuring rod, equipped with threshold elements, a key element controlled by a longitudinal vibrator and a static analyzer, the output of the force sensor is connected to the input of the threshold element The input whose output is connected to the control input of the key element, and the information input of the latter is connected to the upstream movement transducer of the rod, the mechanical output of the vibrator is connected to the movable measuring rod, the control input of the vibrator is connected to the output of the threshold element, and the input of the statistical analyzer is connected to the output of the key element . The linear gauge in general can be a standard mechanical micrometer design, caliper, optimeter, altimeter, etc. The drawing shows the meter linear dimensions. The meter contains a housing 1 with a base element, a measuring rod 2, a rod-to-electrical transducer of the signal made, for example, in the form of a differential transformer 3 in series of a measuring force sensor 4 mounted on the base element of the housing 1 (or on the measuring rod 2), and threshold element 5 key element 6, controlled longitudinal vibrator 7, mechanically connected to the measuring rod 2, statistical analyzer 8 with an analog-digital converter eat 9. In addition, the meter has a spring 10 and a micrometer screw 11. The linear dimensions meter operates as follows. During the measurement process, the micrometer screw 11 moves the measuring sternum 2 to the base element of the housing 1. At the same time, the differential transformer 3 converts the linear movement of the measuring rod 2 using an analog-digital converter 9 to the corresponding digital signal, which is fed to the key element 6. At the moment of measuring body 2 by the rod 2, the spring 10 begins to deform, developing a force transmitted through the measured body to the sensor C, made, for example, in the form of small quartz wow sensor When the force specified by the condition of maximum accuracy of a specific instrument sample and installed in threshold element 5 is reached, the latter is triggered and generates a signal that includes a controlled longitudinal vibrator 7. The same signal goes to key element 6, which opens and gives permission to record a digital signal from the analog-digital converter 9 to the statistical analyzer 8. In this case, the rotation of the micrometric screw 11 is stopped. Since the vibrator connected to the measuring rod 2 develops a force with an amplitude slightly exceeding the threshold value, the recording in the statistical analyzer 8 is carried out over a period. When recording the last (p-th) measurement, the vibrator 7 stops (the control circuit is not shown in the drawing). The static analyzer G can, for example, estimate the random errors and confidence limits of these errors and the mathematical expectation of the measured size using the data obtained from n measurements, the Number of measurements ji, as well as the magnitude of a given effort (from m possible values) at which information about the measured linear value is obtained directly; it is selected from the condition of the minimum of the error, which is determined when adjusting the linear dimension meter by the reference end measure of length. The use of the invention improves the accuracy and reliability of measurements. invention Invention A linear gauge with a constant measuring force.