Пристрій для вимірювання лінійного переміщення одного елемента відносно іншого

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле линейных перемещений подвижных элементов относительно неподвижных в металлорежущи х станках, прессах и другом технологическом оборудовании, а также в измерительных системах приборов для измерения линейных размеров. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет компенсации погрешности измерения длины, проходимой одним элементом относительно другого. На чертеже изображено устройство для измерения линейного перемещения одного элемента относительно другого, общий вид. Устройство содержит каретку 1, жестко связанную с подвижным элементом 2 машины или станка, и измерительный диск 3, размещенный в вилке 4 каретки 1. Каретка 1 установлена с возможностью перемещения относительно неподвижного элемента 5 (например, направляющей станины). Между элементом 5 и измерительной поверхностью диска 3 размещен узел коррекции, выполненный в виде линейки 6, с которой в постоянном контакте находится измерительный диск 3, прижатый к линейке 6 с заданным усилием при помощи, например, пневматического механизма (не показан). Линейка б связана с неподвижным элементом 5 с помощью плоского безлюфтового шарнира 7, безлюфтового микровинта 8 и пружины 9 Ось вращения шарнира 7 параллельна оси вращения диска 3. Измерительная поверхность линейки 6 расположена под углом a к направляющей элемента 5, по которой может перемещаться каретка 1. С валом диска 3 связан вал преобразователя 10 угла поворота диска 3 в электрические импульсы. Электрический выход преобразователя 10 соединен с входом реверсивного счетчика 11 импульсов. Устройство работает следующим образом. При перемещении подвижного элемента 2 вместе с кареткой 1 в направлении линии измерения по неподвижному элементу 5 диск 3 перекатывается по линейке 6. Ввиду наклона линейки 6 на угол a перемещению каретки 1 на расстояние l соответствует перемещение оси вращения диска 3 на расстояние l l0 = . cos a На выходе преобразователя 10 появляются электрические импульсы, число которых пропорционально измеряемому перемещению. Импульсы регистрируются реверсивным счетчиком 11 и выдаются его цифровым табло в виде информации о длине пройденного кареткой 1 пути. Для компенсации погрешности измерения, обусловленной прежде всего погрешностью устройства, линейка 6 с помощью микровинта 8 может быть установлена под различными углами в пределах a мин-a макс, благодаря чему перемещение диска 3 по линейке 6 не равно перемещению каретки 1 по направляющей неподвижного элемента 5. Можно установить линейку 6 под таким углом наклона, при котором разность этих перемещений равна и противоположна по знаку погрешности измерения. Выбор параметров устройства, необходимых для компенсации погрешности измерения, обусловлен следующим. Известно, что результат измерения методом обкатывания измерительным диском 3 определяется числом К импульсов, выданным преобразователем 10 в реверсивный счетчик 11 при перемещении диска 3 по измерительной поверхности линейки 6 на заданную длину l. Если угол a>0, то очевидно, что длина пути оси вращения диска 3l0>l. Поэтому для получения с выхода преобразователя 10К импульсов, соответствующи х длине l, необходимо изменить один из параметров устройства. Известно, что или где dт - диаметр измерительного диска 3, вычисленный без учета применения корректирующей системы (теоретический диаметр); i - передаточное число передачи, связывающей вал измерительного диска 3 с валом преобразователя 10; Ζ - число импульсов, выдаваемых преобразователем 10 за один оборот его вала; С - цена деления одного измерительного импульса, поступающего с преобразователя 10 в реверсивный счетчик 11 импульсов. Для того, чтобы при перемещении диска 3 на длину l0 счетчик 11 выдавал результат измерения, соответствующий l, необходимо соблюдение следующего условия: Таким образом, при измерении длины l с помощью диска 3 диаметром d т получают такой же результат, как и при измерении l0 с помощью диска 3 диаметром d. Учитывая, что l=l 0cosa, на основании формул (1) - (3) можно записать или Первоначально угол a устанавливают следующим путем. Определяются погрешность Dl устройства на полном диапазоне измерения при a=0 путем сравнения результата измерения устройством с размером l1=l l i + D l определяют a и с помощью микровинта 8 образцового средства. Затем по формуле устанавливают наклон линейки 6 под углом a. В таком положении снова производят измерения образцового средства длиной l1=l и уточняют положение линейки 6. Число приемов последовательного приближения расчетного значения a к действительному зависит от требуемой точности измерений, как при обычной юстировке измерительных средств. a = arccos