Устройство для измерения перемещений

 

с .а -.я патентнс о п тгс.- Х н и к

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

258884

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Kë. 74b, 8/05

Заявлено 04.VII.1968 (№ 1254197/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

МПК G 08с

УДК 654.94(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано ОЗ.XII.1969. Бюллетень № 1 за 1970

Дата опубликования описапия 14.IV.1970

Авторы изобретения

Заявитель

В. И. Телешевский и В. А. Гришкин

Московский станкоинструментальный институт

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИИ

Известны устройства для измерения перемещений, содержащие шкалу, выполненную в виде плоскопараллельного растра из электропроводящего материала на изоляционной основе, и отсчетное устройство с усилителем.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в него введены емкостный токосъемник, подвижная пьезоэлектрическая пластина и генератор высокой частоты, возбуждающий бегущую ультразвуковую волну в пьезоэлектрической пластине, расположенной параллельно растру, а емкостный токосъемник, выполненный, например, в виде металлической обкладки, жестко связан с перемещающейся пьезоэлектрической пластиной.

Это позволяет упростить устройство и повысить точность измерений.

На чертенке показана схема устройства.

Оно состоит из шкалы 1, представляющей собой плоскую неэлектропроводящую пластину, на поверхности которой нанесен плоскопараллельный растр 2. Полосы растра выполнены из электропроводящего материала (алюминий, серебро и др.) .

Пьезоэлектрическая пластина 8 (кварц, пьезокерамика) с одной стороны имеет сплошной электрод 4, а с другой — обращенную к растру систему электродов 5 в виде решетки, шаг которой равен длине ультразвуковой волны.

На этой же стороне пластины помещен поглотитель ультразвуковых поверхностных волн, служащий для обеспечения бегущих пьезоэлектрических волн вдоль поверхности пластины 8. Съем электрических колебаний с фазой, пропорциональной перемещению, осуществляется токосъемником 7, выполненным, например, в виде металлической обкладки и жестко скрепленным с пластиной 8.

Устройство работает следующим образом.

j0 Генератор 8 высокочастотных электрических колебаний возбуждает посредством электродов 4 и 5 ультразвуковую волну на поверхности пластины 8, обращенной к растру.

15 Распространяющая упругая волна в пластине 8 создает над ее поверхностью бегущее электрическое поле, которое индуцирует в штрихах растра шкалы переменные электрические сигналы. Эти сигналы снимаются ем20 костным токосъемником 7, перемещающимся совмесгно с пластиной. Для увеличения снимаемого сигнала размеры токосъемника выбраны такими, что он перекрывает несколько штрихов растра. Выходной сигнал устройства

2s снимается между токосъемником и электродом 4 и усиливается в усилителе 9.

При перемещении пластины 8 относительно шкалы фаза снимаемого сигнала непрерывно меняется относительно фазы колебаний генеЗ0 ратора.

258884

Составитель В. П, Хохлов

Редактор Л. A. Утехина Техред 3, Н. TapaHewo Корректор Г. П. Шильман

Заказ 779!9 Тираж 499 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва )K-35, Раушская паб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Дальнейшая обработка снимаемого сигнала может производиться извсстными способами.

Например, сигнал с выхода токосъемника поступает и усилитель и сравнивается в фазовом детекторе с сигналом генератора. Число фазовых циклов, соответствующих перемещению, равному целому числу ультразвуковых полуволн, регистрируется счетчиком, а величина, лежащая внутри этого интервала — стрелочным прибором.

Предмет изобретения

Устройство для измерения перемещений, содержащее шкалу, выполненную в виде плоскопараллельного растра из электропроводящего матерна.ча на изоляционной основе, и отсчетное усгройство с усилителем, отличаюи ееся тем, что, с целью упрощения устройства и по5 вышения точности измерения, в него введены смкостный токосъемник, подвижная пьезоэлектрическая пластина и генератор высокой частоты, возбуждающий бегущую ультразвуковую волну в пьезоэлектрической пластине, рас10 положенной параллельно растру, а емкостный токосъемник, выполненный, например, в виде металлической обкладки, жестко связан с перемещающейся пьезоэлектрической пластиной.