ПРИБОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСИЛИЯ И ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ГОЛОВОК
INSTRUMENT FOR MEASUREMENT FORCE AND MEASUREMENT HEADS ERROR MONITORING

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поверки измерительных головок различных типов как российского, так и зарубежного производства. Предложенное техническое решение может найти применение при выполнении поверочных работ в метрологических организациях.
Из уровня техники известны конструкции приборов, которые осуществляют контроль погрешности измерительных головок путем перемещения подвижной опорной пятки прибора.
Известно устройство для калибровки и поверки индикаторов и нутромеров [Патент на полезную модель RU №177502 «Устройство для калибровки индикаторов и нутромеров», заявлено 22.05.2017]. Устройство состоит из основания и цельной П-образной рамы. На раме в прорези установлена горизонтальная подвижная каретка, оснащенная устройством для микроподачи, отверстием для индикаторов рычажно-зубчатых; зажимным устройством для нутромеров индикаторных и съемной крепежной лапы. Недостатком известного устройства является отсутствие отсчетного устройства и автоматизированного вывода протокола, что ведет к снижению производительности.
Известен прибор ППИ-50 для поверки индикаторов часового типа [Описание типа средств измерений №48167-11, Приборы для поверки индикаторов ППИ-50]. Прибор представляет собой компьютеризированное место поверителя и состоит из компаратора с цифровой камерой, осветительного прибора, персонального компьютера, принтера и оснастки для поверки. Недостатком устройства является отсутствие электрического привода для перемещения подвижной пятки и, следовательно, нет возможности в осуществлении автоматизации процесса измерения, а также не позволяет произвести поверку всех операций согласно действующей нормативной документации РФ.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения погрешности измерительных головок зарубежного производства Mahr Optimar 100 [Описание типа средств измерений №36893-08, Приборы для поверки измерительных головок и датчиков Optimar 100, Mahr GmbH]. Прибор представляет собой автоматизированное место для поверки индуктивных и инкрементальных датчиков, а также цифровых измерительных головок. Прибор состоит из корпуса, измерительной панели, вертикальной направляющей для установки и регулировки по высоте измерительных головок, а также электронного маховика для управления перемещением. Перемещение измерительной пиноли осуществляется с помощью двигателя или ручного управления. Недостатком этого прибора является отсутствие системы для контроля измерительного усилия. Отсутствие цифровой камеры, снижает точность отсчета при поверки стрелочных измерительных головок.
Технической задачей является повышение производительности и расширение области контроля операций проводимых при поверки измерительных головок.
Для решения поставленной задачи предлагается Прибор для контроля измерительного усилия и погрешности измерительных головок, состоящий из корпуса, опорной пятки, кронштейна и направляющей, в котором согласно изобретению, на корпусе прибора дополнительно установлена гибкая пластина с расположенным на ней тензодатчиком, кронштейн выполнен с возможностью перемещения по вертикальной оси с помощью микрометрического винта, приводящегося в движение шаговым электродвигателем, опорная пятка выполнена с возможностью фиксации с помощью соленоида и стержня.
От известных технических решений заявляемый Прибор для контроля измерительного усилия и погрешности измерительных головок, отличается тем, что на корпусе прибора дополнительно установлена гибкая пластина с расположенным на ней тензодатчиком, кронштейн выполнен с возможностью перемещения по вертикальной оси с помощью микрометрического винта, приводящегося в движение шаговым электродвигателем, опорная пятка выполнена с возможностью фиксации с помощью соленоида и стержня.
Дополнительно установленная гибкая пластина, на которой расположен тензодатчик, выполнение кронштейна с возможностью перемещения по вертикальной оси с помощью микрометрического винта, приводящегося в движение шаговым электродвигателем, выполнение опорной пятки с возможностью фиксации с помощью соленоида и стержня позволяет повысить производительность и расширить область контроля операций проводимых при поверки измерительных головок.
Сущность изобретения поясняется на Фиг. 1, где:
1 - измерительная головка,
2 - кронштейн,
3 - направляющая,
4 - микрометрический винт,
5 - шаговый электродвигатель,
6 - энкодер линейных перемещений,
7 - опорная пятка,
8 - пластина,
9 - тензодатчик,
10 - корпус,
11 - стержень,
12 - соленоид,
13 - цифровая камера,
14 - персональный компьютер (ПК),
15 - блок управления.
Контроль операции определения погрешности измерительной головки на предложенном приборе проводится путем перемещения головки вдоль вертикальной оси и сравнения полученных показаний с эталонным отсчетным устройством.
Контроль операции измерительного усилия головки проводится путем сравнения усилия действующего на силоизмерительную поверхность при контакте наконечника измерительной головки с данной поверхностью.
Принцип контроля измерительного усилия и (или) погрешности на данном измерительном приборе заключается в следующем - измерительная головка 1 устанавливается на кронштейне 2, который перемещается по направляющей 3 в вертикальном положении, при помощи микрометрического винта 4. В свою очередь вращение микрометрического винта передается через шаговый электродвигатель 5. Расстояние перемещения вдоль вертикальной оси контролируется энкодером линейных перемещений 6, который для менее точных измерительных головок служит эталоном длины и позволяет определять не только измерительное усилие, но и погрешность, опорная пятка 7 служит для контакта измерительной головки и пластины 8, на которой установлен тензодатчик 9. Пластина 8 и тензодатчик 9 образуют силоизмерительную поверхность, и устанавливаются на корпусе 10. Для определения погрешности измерительной головки 1 опорная пятка 7 фиксируется стержнем 11, который вводится или выводится с зацепления соленоидом 12. Отсчет с измерительной головки 1 снимается с помощью цифровой камеры 13. Управление, установка значений, контроль и обработка полученных значений осуществляется с помощью блока управления 14 и персонального компьютера 15.
При поверке измерительных головок производится обработка результатов измерения и управление перемещения кронштейна 2. При установки измерительной головки 1 на кронштейне 2 оператором дается команда контроля измерительного усилия и (или) погрешности путем нажатия кнопки «ИЗМЕРЕНИЕ», «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ», «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСИЛИЯ» на мониторе ПК 14 в зависимости от требуемой операции.
Далее с ПК 14 отправляется команда в блок управления 15, включается шаговый двигатель 5, начинается перемещение кронштейна. При начале контакта измерительной головки 1 с опорной пяткой 7 проводится снятие отсчетов с тензодатчика 9 и далее по всему диапазону.
Диапазон перемещения контролируется энкодером линейных перемещений 6. Далее, согласно заложенного алгоритма, производится контроль характеристик измерительной головки 1 по всему диапазону измерения.
Результаты измерения фиксируются в ПК 14, автоматически обрабатываются и формируется протокол измерения, выдается результат поверки.
Таким образом предложенный Прибор для контроля измерительного усилия и погрешности измерительных головок позволяет повысить точность проводимых поверочных операций, снизить трудоемкость и автоматизировать процесс измерения, сократить количество средств измерений применяемых для поверки.