Устройство для калибровки датчика измерения малых перемещений

Устройство для калибровки датчика измерения малых перемещений

Реферат

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к образцовым средствам измерения, предназначенным для поверки датчиков измерения малых перемещений, используемых в испытаниях на растяжение или сжатие образцов, в том числе делящихся материалов (ДМ) в условиях перчаточного бокса.

Механические испытания образцов ДМ проводят в условиях перчаточного бокса с целью защиты персонала и окружающей среды от воздействия испытуемых материалов. Эта особенность накладывает дополнительные требования, в том числе и по удобству работы на оборудование и приспособления, применяемые при испытаниях во внутрибоксовом пространстве.

Известен тензокалибратор вертикального типа для поверки датчиков деформации, использующий пару «микрометрическая головка-микрометрический винт» для преобразования вращательного движения барабана отсчетного устройства в поступательное движение измерительного стержня [Тензокалибратор, пакет РФ №1580145 с приоритетом от 08.08.88, опубл. 23.07.90, G01B 5/30]. Недостатком этого тензокалибратора является недостаточная точность измерения, которая определяется низкой разрешающей способностью отсчетного устройства (цена деления 0,01 мм).

Наиболее близким к предлагаемому устройству является тензокалибратор вертикального типа для поверки датчиков деформации, также использующий пару «микрометрическая головка-микрометрический винт» для преобразования вращательного движения барабана отсчетного устройства в поступательное движение измерительного стержня [Тензокалибратор, пакет РФ №34243, опубл. 27.11.2003, G01B 5/30], и в котором наряду с отсчетным устройством в виде микрометрической головки применено цифровое отсчетное устройство: преобразователь линейных перемещений с голографическим измерительным элементом [Госреестр средств измерений РФ №21869-01, ВНИИМС, М.]. Недостатком этого тензокалибратора является недостаточная точность измерения за счет того, что подвижный и неподвижный измерительный стержни, а также микрометрическая головка установлены в различных элементах корпуса, что удлиняет силовую цепочку, через которую передается перемещение. Кроме того, для удобства работы с калибратором в перчаточном боксе предпочтительнее горизонтальное расположение устройства, задающего перемещение.

Тензокалибратор по патенту РФ №34243 выбран в качестве прототипа.

Задачей, стоящей перед авторами предлагаемого изобретения, является разработка устройства горизонтального типа для калибровки датчиков измерения малых перемещений, позволяющего повысить качество измерений в условиях перчаточного бокса. Под качеством измерений подразумевается совокупность свойств, обуславливающих получение результата с требуемыми характеристиками точности в необходимом виде и в установленные сроки. Качество измерений характеризуется такими показателями, как точность, правильность и достоверность [Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация, сертификация: Учебное пособие. - М.: Логос, 2003, 536 с.].

Техническим результатом данного технического решения является повышение качества измерения малых перемещений при калибровке датчиков измерения малых перемещений и создание конструкции калибратора для удобной работы в условиях перчаточного бокса.

Технический результат достигается тем, в устройстве для калибровки датчиков измерения малых перемещений, содержащем основание, стойку, подвижный и неподвижный измерительные стержни, измерительные устройства в виде индикатора многооборотного и/или голографического длинномера, согласно изобретению, в основании размещены винт, взаимодействующий с толкающий клином, поджатым пружиной горизонтальной, на наклонную поверхность которого опирается поджатый пружиной вертикальной подвижный измерительный стержень, имеющий возможность перемещения внутри неподвижного измерительного стержня посредством толкающего клина, на основании закреплена стойка, на которой соосно с подвижным и неподвижным измерительными стержнями размещены индикатор многооборотный и/или голографический длинномер, соединенный с электронным блоком, а калибруемый датчик измерения малых перемещений закреплен на подвижном и неподвижном измерительных стержнях.

С целью повышения точности калибровки винт, толкающий клин, пружина горизонтальная, пружина вертикальная, подвижный и неподвижный измерительный стержни установлены в одном основании и выполнены из одного материала.

Для повышения эргономических характеристик устройства при работе в тесном пространстве перчаточного бокса основание и винт, взаимодействующий с толкающим клином расположены горизонтально.

На фиг.1 показана схема устройства для калибровки датчиков измерения малых перемещений в условиях перчаточного бокса (на фиг.1 не показан), где:

1 - винт;

2 - толкающий клин;

3 - основание;

4 - пружина горизонтальная;

5 - пружина вертикальная;

6 - неподвижный измерительный стержень;

7 - датчик измерения малых перемещений;

8 - подвижный измерительный стержень;

9 - голографический длинномер;

10 - стойка;

11 - индикатор многооборотный;

12 - электронный блок.

Устройство работает следующим образом. Винт 1, толкающий клин 2, подвижный стержень 8, неподвижный стержень 6, пружина горизонтальная 4 и пружина вертикальная 5 размещены в массивном основании 3, к которому прикреплена стойка 10. На стойке 10 соосно с неподвижным стержнем 6 и подвижным стержнем 8 размещены голографический длинномер 9, соединенный с электронным блоком 12, и индикатор многооборотный 11. Калибруемый датчик измерения малых перемещений 7, состоящий из двух катушек, закреплен на подвижном измерительном стержне 8 и неподвижном измерительном стержне 6. При вращении винта 1 толкающий клин 2 перемещается в горизонтальном направлении и приводит в движение подвижный стержень 8, перемещающийся в вертикальном направлении внутри неподвижного стержня 6. Перемещение датчика измерения малых перемещений 7 может измеряться как с помощью индикатора многооборотного 11 с ценой деления 1 мкм (1 МИГ ГОСТ 9696-75), так и посредством голографического длинномера 9 или обоими вместе и электронного блока 12 с погрешностью ±0,2 мкм [Госреестр средств измерений РФ №21869-01, ВНИИМС, М.]. Одновременно, с помощью регистрирующей аппаратуры (на фиг.1 не показана) фиксируется электрический сигнал от датчика измерения малых перемещений 7. Для движения датчика измерения малых перемещений 7 в обратном направлении винт 1 вращают в противоположном направлении, при этом толкающий клин 2 под действием пружины горизонтальной 4 и подвижный стержень 8 под действием пружины вертикальной 5 также перемещаются в обратном направлении.

Благодаря заявляемой совокупности признаков решения появляется возможность повышения качества измерения малых перемещений, а также облегчения работы по снятию калибровочных зависимостей в условиях перчаточного бокса.

Устройство для калибровки датчика измерения малых перемещений, содержащее основание, стойку, подвижный и неподвижный измерительные стержни, измерительные устройства в виде индикатора многооборотного и/или голографического длинномера, отличающееся тем, что в основании размещен винт, взаимодействующий с толкающим клином, поджатым пружиной горизонтальной, на наклонную поверхность которого опирается поджатый пружиной вертикальной подвижный измерительный стержень, имеющий возможность перемещения внутри неподвижного измерительного стержня посредством толкающего клина, на основании закреплена стойка, на которой соосно с подвижным и неподвижным измерительными стержнями размещены индикатор многооборотный и/или голографический длинномер, соединенный с электронным блоком, а калибруемый датчик измерения малых перемещений закреплен на подвижном и неподвижном измерительных стержнях.