ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОКАТОР

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к средствам для измерения с высокой точностью линейных размеров.
Известно устройство для измерения линейных перемещений, включающее блок регистрации и преобразователь, содержащий корпус, индуктивные катушки, установленные в корпусе, измерительный наконечник, см. Б.М.Сорочкин и др. «Средства для линейных измерений». Л.: Машиностроение, 1978. Рис. 98. С.245-249.
Это устройство имеет сложную конструкцию и большие габариты.
Известен электронный прибор для измерения длины ETALON О El-1, состоящий из индуктивного щупа и интегрированного цифрового/аналогового дисплея, см. Проспект фирмы «TESA». «Измерительные системы для обеспечения качества». Электронные приборы для измерения длины, аналоговые: 2003. С L63-64.
У этого электронного прибора индуктивный щуп не защищен от внешнего воздействия.
Известен индуктивный точный микрометр, содержащий корпус, плату обработки информации, дисплей, клавиши выполнения функций, индуктивный преобразователь, отсек для элементов питания, разъем подключения блока питания и разъем подключения к компьютеру, см. Проспект фирмы «Mahr». «Производственная измерительная техника. Ручные средства измерений». Точные микрометры: 1998. С3-23, 3-24.
Этот микрометр выполнен без установочной втулки.
Известен индуктивный преобразователь, содержащий магнитную систему с индуктивными катушками, измерительный шток с сердечником, установленный на двух дисковых пружинах с концентрическими дуговыми прорезями, см. Справочник. Белкин И.М. "Средство линейно-угловых измерений". М.: Машиностроение, 1987. Рис. 5. С348-351.
Этот индуктивный преобразователь имеет низкую точность перемещений измерительного штока с сердечником, это снижает точность измерений, кроме того, известный преобразователь не имеет механизма ориентации дисковых пружин, что усложняет сборку устройства.
Известен электронный микрокатор, включающий индуктивный преобразователь, содержащий измерительный шток, магнитную систему с катушками индуктивности, и отсчетное устройство, содержащее корпус с отверстием в нижней его части, плату обработки информации с дисплеем, см. заявку на полезную модель №2004122894 от 27 июля, по кл. G 01 B 7/00, положительное решение от 14 сентября 2004 г.
Данное техническое решение принято за прототип настоящей полезной модели.
Однако оно обладает недостатками.
В микрокаторе прототипа индуктивный преобразователь выполнен без установочной втулки, что приводит к деформации преобразователя при закреплении устройства, это снижает точность работы микрокатора, а измерительный шток установлен без упругих мембран, а значит обладает низкой точностью перемещений.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей повысить жесткость конструкции и исключить деформацию преобразователя при сборке, установке и при проведении измерений.
Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что электронный микрокатор включает индуктивный преобразователь, содержащий измерительный шток, магнитную систему с катушками индуктивности, и отсчетное устройство, содержащее корпус с отверстием в нижней его части, плату обработки информации с дисплеем.
Микрокатор содержит установочную втулку с пазами на внутренней поверхности в верхней и нижней ее частях, в которой размещены верхняя и нижняя мембраны кольцеобразной формы с выступами, ответными пазам установочной втулки, снабженные верхней и нижней регулировочными прокладками, верхней и нижнией наружными прокладками, закрепленными верхней и нижней гайками, соответственно, и установлен коаксиальный ей измерительный шток, снабженный на одном конце чашкой, напротив которой расположены упорные винты, а на другом - нижним резьбовым хвостовиком и упорной регулировочной втулкой, при этом установочная втулка соединена посредством верхнего резьбового хвостовика с фланцем, установленным в отверстии в нижней части корпуса, и во фланце выполнено центральное отверстие для размещения катушек индуктивности магнитной системы, электрически соединенных с платой обработки информации.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:
на фиг.1 - электронный микрокатор, разрез;
на фиг.2 - узел А на фиг.1;
на фиг.3 - узел Б на фиг.1;
на фиг.4 - разрез В-В на фиг.3.
Электронный микрокатор включает:
Индуктивный преобразователь 1, отсчетное устройство 2 и установочную втулку 3.
Индуктивный преобразователь 1 содержит:
Измерительный шток с сердечником 4,
- чашу (на одном конце штока 4) 5,
- упорные винты (на одном конце штока 4) 6,
- нижний резьбовой хвостовик (на другом конце штока 4) 7,
- упорную регулировочную втулку (на другом конце штока 4) 8.
Магнитную систему с катушками индуктивности 9.
Отсчетное устройство 2 содержит:
Корпус 10,
- отверстие (в нижней части корпуса 10) 11,
- фланец (в отверстии 11) 12,
- центральное отверстие (во фланце 12) 13.
Плату обработки информации 14,
- дисплей (на плате 14) 15.
Установочная втулка 3 содержит:
Пазы (на внутренней поверхности втулки 3 в верхней и нижней частях) 16.
Верхнюю мембрану 17.
Нижнюю мембрану 18.
Выступы (на мембранах 17 и 18, ответные пазам 16) 19.
Верхнюю регулировочную прокладку (между мембраной 17 и втулкой 3) 20,
- верхнюю наружную прокладку (на мембране 17) 21,
- верхнюю гайку (для мембраны 17) 22. Нижнюю регулировочную прокладку (между мембраной 18 и втулкой 3) 23,
- нижнюю наружную прокладку (на мембране 18) 24,
- нижнюю гайку (для мембраны 18) 25.
Дуговые прорези (на мембранах 17 и 18) 26.
Верхний резьбовой хвостовик (для соединения втулки 3 и фланца 12) 27.
Электронный микрокатор включает индуктивный преобразователь 1, отсчетное устройство 2 и установочную втулку 3.
Индуктивный преобразователь 1 содержит измерительный шток с сердечником 4. Ограничителями перемещений измерительного штока с сердечником 4 с одной его стороны (в верхней части) является чаша 5 и упорные винты 6 (в них упирается чашка 5 при перемещении измерительного штока 4), а с другой (в нижней части) - упорная регулировочная втулка 8 (в нее упирается измерительный шток 4 при перемещении).
Упорные винты 6 расположены напротив чаши 5. Индуктивный преобразователь 1 содержит магнитную систему с катушками индуктивности 9.
Отсчетное устройство 2 имеет корпус 10 и плату обработки информации 14 с дисплеем 15. В нижней части корпуса 10 выполнено отверстие 11. В отверстии 11 установлен фланец 12. Фланец 12 крепится в посадочном отверстии корпуса 10 гайкой. Во фланце 12 выполнено центральное отверстие 13, в котором с зазором, относительно его, размещены катушки индуктивности магнитной системы 9, электрически соединенные с платой обработки информации 14.
В установочной втулке 3 установлен коаксиальный ей индуктивный преобразователь 1. На внутренней поверхности установочной втулки 3 в верхней и нижней ее части выполнены пазы 16. Пазы 16 расположены на одной линии. Измерительный шток 4 индуктивного преобразователя 1 установлен на верхней 17 и нижней 18 мембранах. Между верхней 17 и нижней 18 мембранами расположены верхняя 20 и нижняя 23 регулировочные прокладки. Верхняя 20 и нижняя 23 регулировочные прокладки обеспечивают равенство размеров в месте закрепления наружной и внутренней частей мембран 17 и 18. Верхняя 17 и нижняя 18 мембраны снабжены верхней 21 и нижней 24 наружными прокладками Наружные прокладки 21 и 24 закреплены верхней 22 и нижней 25 гайками, соответственно, и исключают деформацию мембран 17 и 18. Мембраны 17 и 18 имеют кольцеобразную форму и снабжены выступами 19, ответными пазам 16 установочной втулки 3. В пазы 16 вкладываются мембраны 17 и 18 и прижимаются прокладками 21 и 24. Мембраны 17 и 18 выполнены с дугообразными
прорезями 26. Плоскость максимальной податливости мембран 17 и 18 проходит симметрично дуговым прорезям 26. Выступы 19 ориентированы к плоскости податливости мембран 17 и 18 и их прорезей 26. Выступы 19 могут быть выполнены в любом месте. Дуговые прорези 26 в мембранах 17 и 18 расположены противоположно друг другу и аналогичны «углам поворота».
Установочная втулка 3 крепится к фланцу 12 посредством верхнего резьбового хвостовика 27 и фиксируется винтом.
Электронный микрокатор осуществляет измерения следующим образом.
Перемещение измерительного штока с сердечником 4 на мембранах 17 и 18 индуктивного преобразователя 1 приводит к изменению индуктивности катушек магнитной системы 9 и далее к изменению электрического сигнала. Пропорциональный перемещению измерительного штока 4 электрический сигнал поступает на плату 14, где производится обработка сигнала и выдача результата измерений перемещений на дисплее 15 и передача сигнала на разъем к компьютеру (не показано). На дисплее 15 приводится результат измерений в различных диапазонах работы со знаками, указывающими направление перемещения.
Предложенный электронный микрокатор изготовлен промышленным способом на заводе «Измерен», что подтверждают испытания опытной партии, и это обуславливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».