RU162311U1

RU162311U1 - VIBROCONTACT MEASURING DEVICE

Info

Publication number: RU162311U1
Application number: RU2015150412/28U
Authority: RU
Inventors: Роберт Николаевич Кулагин; Марк Григорьевич Кристаль; Павел Сергеевич Иванков; Максим Дмитриевич Хорошевский; Дмитрий Владимирович Ярошик
Priority date: 2015-11-24
Filing date: 2015-11-24
Publication date: 2016-06-10

Abstract

Виброконтактное измерительное устройство, содержащее корпус, основание, виброгенератор, возбудитель колебаний, измерительный стержень, жестко закрепленный на якоре виброгенератора, который связан с корпусом посредством упругого элемента и отсчетное устройство, отличающееся тем, что виброгенератор выполнен в виде закрепленного в основании постоянного кольцевого магнита, внутри которого расположена с возможностью перемещения обмотка якоря с закрепленным на нем диэлектрическим штоком, жестко связанным с установленным перпендикулярно его оси измерительным стержнем, выполненным токопроводящим и соединенным с входом возбудителя колебаний, выполненным в виде счетного триггера, выходы которого соединены с входами вычитающего операционного усилителя, который через потенциометр, инвертирующий интегратор и усилитель мощности соединен с обмоткой якоря виброгенератора, причем общий провод счетного триггера соединен с измеряемой деталью, а его инверсный выход подключен к отсчетному устройству, выполненному в виде цифрового частотомера.A vibro-contact measuring device comprising a housing, a base, a vibration generator, an exciter, a measuring rod rigidly fixed to the vibrator’s anchor, which is connected to the housing by means of an elastic element and a reading device, characterized in that the vibration generator is made in the form of a permanent ring magnet fixed to the base, inside which is located with the ability to move the armature winding with a dielectric rod fixed to it, rigidly connected to an installed perpendicular about its axis by a measuring rod, made conductive and connected to the input of the exciter, made in the form of a counting trigger, the outputs of which are connected to the inputs of a subtracting operational amplifier, which is connected through a potentiometer, an inverting integrator and a power amplifier to the armature winding of the vibration generator, and the common wire of the counting trigger connected to the measured part, and its inverse output is connected to a reading device made in the form of a digital frequency meter.

Description

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для измерения внутренних и наружных диаметров цилиндрических токопроводящих деталей.The utility model relates to test equipment and can be used to measure the inner and outer diameters of cylindrical conductive parts.

Известно виброконтактное измерительное устройство (см. А.С. СССР №947627, G01B 7/00 G01B 7/28, 15.09.1980), содержащее корпус, вибратор с измерительным наконечником, выполненный в виде двух рамок, охватывающих электромагнит возбуждения колебаний и связанных с корпусом упругими подвесками, причем одна из рамок жестко связана с измерительным наконечником, а вторая - с узлом измерений амплитуды колебаний вибратора, состоящим из катушки индуктивности и постоянного магнита.A vibrocontact measuring device is known (see AS USSR No. 947627, G01B 7/00 G01B 7/28, 09/15/1980), comprising a housing, a vibrator with a measuring tip, made in the form of two frames covering the electromagnetic field of vibration and associated with the body by elastic suspensions, one of the frames being rigidly connected to the measuring tip, and the second to the node for measuring the vibration amplitude of the vibrator, consisting of an inductor and a permanent magnet.

Недостатком данного устройства является то, что при измерении размера детали на выходе узла измерения колебаний формируется синусоидальный электрический сигнал постоянной частоты, амплитудное значение которого определяется вблизи максимума сигнала, и, в силу погрешности узла измерений амплитуды колебаний вибратора, вносится существенная погрешность измерения, тем самым снижая его точность.The disadvantage of this device is that when measuring the size of the part at the output of the vibration measuring unit, a constant-frequency sinusoidal electric signal is generated, the amplitude value of which is determined near the signal maximum, and, due to the error of the measuring unit of the vibrator’s vibration amplitude, a significant measurement error is introduced, thereby reducing its accuracy.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является стержневой виброгенераторный преобразователь (см. Патент РФ №2552391, G01B 7/12, 10.06.2015), содержащий корпус, основание, возбудитель колебаний, виброгенератор, измерительный стержень, прикрепленный к корпусу посредством упругих элементов, выполненных S-образными в двух или четырех направлениях в двух зонах креплениях и жестко связанный с якорем виброгенератора.Closest to the proposed device is a rod vibration generator (see RF Patent No. 2552391, G01B 7/12, 06/10/2015), comprising a housing, a base, a vibration exciter, a vibration generator, a measuring rod attached to the housing by means of elastic elements made S- figurative in two or four directions in two zones of fastenings and rigidly connected to the armature of the vibrator.

Недостатком данного устройства является то, что при проведении измерений размеров обрабатываемых деталей измерительный стержень контактирует с измеряемой поверхностью, и в зависимости от изменения размеров деталей изменяется амплитуда колебаний измерительного стержня и якоря виброгенератора, при этом в катушке виброгенератора индуцируется ЭДС, пропорциональная амплитуде колебаний, что регистрируется любым отсчетным устройством, однако данное амплитудное значение определяется вблизи максимума сигнала, и в силу погрешности виброгенератора и отсчетного устройства вносится существенная погрешность измерения, тем самым снижая его точность.The disadvantage of this device is that when measuring the dimensions of the workpieces, the measuring rod is in contact with the measured surface, and depending on the change in the size of the parts, the oscillation amplitude of the measuring rod and the armature of the oscillator changes, while an emf proportional to the oscillation amplitude is induced in the coil of the oscillator, which is recorded by any reading device, however, this amplitude value is determined near the signal maximum, and due to the error of the vibrog generator of reading device and makes a significant measurement error, thereby reducing its accuracy.

Таким образом, в известных устройствах диаметр измеряется по амплитуде колебаний вибратора, что ограничивает точность измерения этими устройствами.Thus, in known devices, the diameter is measured by the amplitude of vibrations of the vibrator, which limits the measurement accuracy of these devices.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание предлагаемого устройства, впервые позволяющего измерять диаметр цилиндрических токопроводящих деталей по изменяемой в зависимости от измеряемого диаметра частоте автоколебаний якоря виброгенератора и закрепленного нем измерительного стержня.The task to which the claimed utility model is directed is to create the proposed device, which for the first time allows measuring the diameter of cylindrical conductive parts using the self-oscillation frequency of the vibration generator armature and the measuring rod fixed to it depending on the diameter measured.

Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении полезной модели, является повышение точности измерения диаметров цилиндрических токопроводящих деталей.The technical result that can be obtained by implementing the utility model is to increase the accuracy of measuring the diameters of cylindrical conductive parts.

Указанный технический результат достигается тем, что в виброконтактном измерительном устройстве, содержащем корпус, основание, виброгенератор, возбудитель колебаний, измерительный стержень, жестко закрепленный на якоре виброгенератора, который связан с корпусом посредством упругого элемента, и отсчетное устройство, виброгенератор выполнен в виде закрепленного в основании постоянного кольцевого магнита, внутри которого расположена с возможностью перемещения обмотка якоря с закрепленным на нем диэлектрическим штоком, жестко связанным с установленным перпендикулярно его оси измерительным стержнем, выполненным токопроводящим и соединенным с входом возбудителя колебаний, выполненным в виде счетного триггера, выходы которого соединены с входами вычитающего операционного усилителя, который через потенциометр, инвертирующий интегратор и усилитель мощности соединен с обмоткой якоря виброгенератора, причем общий провод счетного триггера соединен с измеряемой деталью, а его инверсный выход подключен к отсчетному устройству, выполненному в виде цифрового частотомера.The specified technical result is achieved by the fact that in a vibrocontact measuring device comprising a housing, a base, a vibration generator, an exciter of oscillations, a measuring rod rigidly fixed to the armature of the vibration generator, which is connected to the housing by means of an elastic element, and the reading device, the vibration generator is made in the form of fixed in the base a permanent annular magnet, inside which the armature winding with a dielectric rod mounted on it is located with the possibility of movement, is rigidly connected with a measuring rod mounted perpendicular to its axis, made conductive and connected to the input of the exciter, made in the form of a counting trigger, the outputs of which are connected to the inputs of a subtracting operational amplifier, which is connected through a potentiometer, an inverting integrator and a power amplifier to the winding of the vibration generator armature, and the wire of the counting trigger is connected to the measured part, and its inverse output is connected to the reading device, made in the form of a digital frequency meter.

Введение в устройство счетного триггера, общий провод которого соединен с измеряемой деталью, обеспечивает формирование на его выходах сигналов противоположных уровней, когда на одном выходе возникает единичный сигнал, а на другом нулевой. Эти сигналы вычитаются с помощью вычитающего операционного усилителя, в результате чего на выходе вычитателя образуется знакопеременное напряжение прямоугольной формы, что создает условия для реверсивного движения якоря виброгенератора и закрепленного на нем диэлектрического штока и с измерительным стержнем. Знакопеременное напряжение прямоугольной формы подается через потенциометр на интегратор, причем потенциометр позволяет регулировать величину входного сигнала интегратора, а также осуществлять калибровку устройства по образцовой детали. При отрицательном выходном напряжении вычитателя, на выходе инвертирующего интегратора формируется линейно нарастающее напряжение, которое через усилитель мощности подается обмотку якоря виброгенератора, что приводит якорь и закрепленный на нем диэлектрический шток с измерительным стержнем в движение в прямом направлении под действием силы Ампера до касания одной из поверхностей отверстия измеряемой детали. В момент касания токопроводящим измерительным стрежнем поверхности детали триггер переключается, что вызывает положительное напряжение на выходе вычитателя, в результате чего на выходе инвертирующего интегратора формируется линейно убывающее напряжение, которое через усилитель мощности подается обмотку якоря виброгенератора, что вызывает движение якоря и закрепленного на нем диэлектрического штока с измерительным стержнем в обратном направлении под действием силы Ампера до касания противоположной поверхности отверстия измеряемой детали, что переключает триггер в противоположное состояние, далее цикл повторяется, тем самым создаются автоколебания якоря и измерительного стержня, ограниченные диаметром измеряемой детали. С уменьшением диаметра детали при постоянной скорости движения измерительного стержня уменьшается время его перемещения, тем самым повышается частота переключений триггера, а, следовательно, частота возникающих при этом автоколебаний якоря и измерительного стержня. С увеличением диаметра детали при постоянной скорости движения измерительного стержня увеличивается время его перемещения, тем самым уменьшается частота переключений триггера, а, следовательно, частота возникающих при этом автоколебаний якоря и измерительного стержня, которая измеряется цифровым частотомером, соединенным с инверсным выходом счетного триггера, что позволяет измерять величину диаметра детали с высокой точностью, свойственной цифровым средствам контроля. Например, относительная погрешность цифрового частотомера типа Ч3-33 составляет 1.5·10^-7.The introduction of a counting trigger into the device, the common wire of which is connected to the measured part, ensures the formation of signals of opposite levels at its outputs when a single signal appears on one output and a zero signal on the other. These signals are subtracted using a subtracting operational amplifier, as a result of which an alternating rectangular voltage is formed at the output of the subtractor, which creates the conditions for the reverse movement of the vibration generator armature and the dielectric rod fixed to it and with a measuring rod. An alternating rectangular voltage is supplied through the potentiometer to the integrator, and the potentiometer allows you to adjust the value of the input signal of the integrator, as well as calibrate the device according to the model part. With a negative output voltage of the subtractor, a linearly increasing voltage is generated at the output of the inverting integrator, which is fed through the power amplifier to the winding of the vibration generator armature, which drives the armature and the dielectric rod attached to it with the measuring rod in forward motion under the action of the Ampere force until one of the surfaces touches holes of the measured part. At the moment of touching the surface of the part with a conductive measuring rod, the trigger switches, which causes a positive voltage at the output of the subtractor, as a result of which a linearly decreasing voltage is generated at the output of the inverting integrator, which is fed through the power amplifier to the armature of the vibration generator armature, which causes the armature to move and the dielectric rod fixed to it with the measuring rod in the opposite direction under the action of the Ampere force until we touch the opposite surface of the hole we measure second part, which switches the flip-flop to the opposite state, then the cycle is repeated, thus creating oscillations of the armature and the measuring rod, the limited diameter of the measured parts. With a decrease in the diameter of the part at a constant speed of the measuring rod, the time of its movement decreases, thereby increasing the switching frequency of the trigger, and, consequently, the frequency of self-oscillations of the armature and the measuring rod. With an increase in the diameter of the part at a constant speed of movement of the measuring rod, the time of its movement increases, thereby reducing the switching frequency of the trigger, and, consequently, the frequency of the self-oscillations of the armature and the measuring rod resulting from this, which is measured by a digital frequency meter connected to the inverse output of the counting trigger, which allows measure the diameter of the part with the high accuracy inherent in digital controls. For example, the relative error of a digital frequency meter like Ch3-33 is 1.5 · 10 ^-7 .

На фиг. 1 представлена принципиальная схема виброконтактного измерительного устройства. На фиг. 2 - временные диаграммы работы виброконтактного измерительного устройства при измерении диаметра отверстия D_i: а - сигнал на входе счетного триггера; б - сигналы на выходах счетного триггера; в - сигнал на выходе вычитателя; г - сигнал на выходе интегратора; д - график колебательного движения измерительного стержня; На фиг. 3 - То же при измерении диаметра отверстия D_i+1<D_i. На фиг. 4 - принципиальная схема измерительного стержня для измерения внутренних диаметров токопроводящих деталей. На фиг. 5 - То же для измерения наружных диаметров токопроводящих деталей.In FIG. 1 is a schematic diagram of a vibrocontact measuring device. In FIG. 2 - time diagrams of the operation of the vibrocontact measuring device when measuring the diameter of the hole D _i : a - signal at the input of the counting trigger; b - signals at the outputs of the counting trigger; in - signal at the output of the subtractor; g is the signal at the output of the integrator; d is a graph of the oscillatory movement of the measuring rod; In FIG. 3 - The same when measuring the diameter of the hole D _{i + 1} <D _i . In FIG. 4 is a schematic diagram of a measuring rod for measuring the inner diameters of conductive parts. In FIG. 5 - The same for measuring the outer diameters of conductive parts.

Устройство содержит (фиг. 1) корпус 1, основание 2, виброгенератор 3, возбудитель колебаний 4, измерительный стержень 5, жестко закрепленный на якоре 6 виброгенератора, который связан с корпусом посредством упругого элемента 7, и отсчетное устройство 8, причем виброгенератор 3 выполнен в виде закрепленного в основании 2 постоянного кольцевого магнита 9, внутри которого расположена с возможностью перемещения обмотка 10 якоря 6 с закрепленным на нем диэлектрическим штоком 11, жестко связанным с установленным перпендикулярно его оси измерительным стержнем 5, выполненным токопроводящим и соединенным с входом возбудителя колебаний 4, выполненным в виде счетного триггера 12, выходы которого соединены с входами вычитающего операционного усилителя 13, который через потенциометр 14, инвертирующий интегратор 15 и усилитель мощности 16 соединен с обмоткой 10 якоря 6 виброгенератора, причем общий провод счетного триггера 12 соединен с измеряемой деталью 17, а его инверсный выход подключен к отсчетному устройству 8, выполненному в виде цифрового частотомера.The device comprises (Fig. 1) a housing 1, a base 2, a vibration generator 3, a vibration exciter 4, a measuring rod 5, rigidly fixed to the armature 6 of the vibration generator, which is connected to the housing by means of an elastic element 7, and a readout device 8, wherein the vibration generator 3 is made in in the form of a permanent annular magnet 9 fixed in the base 2, inside of which the winding 10 of the armature 6 is located with the possibility of movement, with a dielectric rod 11 fixed thereon, rigidly connected with a measuring rod mounted perpendicular to its axis A rod 5, made conductive and connected to the input of the exciter 4, made in the form of a counting trigger 12, the outputs of which are connected to the inputs of a subtracting operational amplifier 13, which is connected through a potentiometer 14, an inverting integrator 15 and a power amplifier 16 to the winding 10 of the armature 6 of the oscillator, moreover, the common wire of the counting trigger 12 is connected to the measured part 17, and its inverse output is connected to the reading device 8, made in the form of a digital frequency meter.

Для измерения диаметра детали 17 в нужном сечении корпус 1 с виброгенератором 3 и измерительным стержнем 5 перемещается вдоль оси измеряемого отверстия, при этом виброгенератор 3 выполнен в виде закрепленного в основании 2 постоянного кольцевого магнита 9, внутри которого расположена с возможностью перемещения обмотка 10 якоря 6 с закрепленным на нем диэлектрическим штоком 11, жестко связанным с установленным перпендикулярно его оси измерительным стержнем 5, выполненным токопроводящим и соединенным с входом возбудителя колебаний 4, содержащим счетный триггер 12, на который подается напряжение питания U_п, обеспечивающее формирование на его выходах сигналов противоположных уровней, когда на одном выходе возникает единичный сигнал, а на другом нулевой. Эти сигналы вычитаются с помощью вычитающего операционного усилителя 13, в результате чего на выходе вычитателя образуется знакопеременное напряжение прямоугольной формы, что создает условия для реверсивного движения якоря 6 виброгенератора и закрепленного на нем диэлектрического штока 11 и с измерительным стержнем 5. Знакопеременное напряжение прямоугольной формы подается через потенциометр 14 на инвертирующий интегратор 15, причем потенциометр позволяет регулировать величину входного сигнала интегратора, а также осуществлять калибровку устройства по образцовой детали. При отрицательном выходном напряжении вычитателя, на выходе инвертирующего интегратора формируется линейно нарастающее напряжение, которое через усилитель мощности 16 подается обмотку 10 якоря 6 виброгенератора 3, что приводит якорь и закрепленный на нем диэлектрический шток 11 с измерительным стержнем 5 в движение в прямом направлении под действием силы Ампера до касания одной из поверхностей отверстия измеряемой детали 17. В момент касания токопроводящим измерительным стрежнем поверхности детали триггер 12 переключается, что вызывает положительное напряжение на выходе вычитателя 13, в результате чего на выходе инвертирующего интегратора 15 формируется линейно убывающее напряжение, которое через усилитель мощности 16 подается обмотку 10 якоря 6 виброгенератора 3, что приводит якорь и закрепленный на нем диэлектрический шток 11 с измерительным стержнем 5 в движение в обратном направлении под действием силы Ампера до касания противоположной поверхности отверстия измеряемой детали 17, что переключает триггер 12 в противоположное состояние, далее цикл повторяется, тем самым создаются автоколебания якоря и измерительного стержня, ограниченные диаметром измеряемой детали. Узел измерения параметров колебаний 8, выполненный в виде цифрового частотомера, соединенного с инверсным выходом счетного триггера 12, служит для измерения частоты автоколебаний виброгенератора 3, что позволит измерять величину измеряемого диаметра детали 17, обратно пропорциональную частоте автоколебаний виброгенератора 3.To measure the diameter of the part 17 in the desired section, the housing 1 with the vibration generator 3 and the measuring rod 5 moves along the axis of the measured hole, while the vibration generator 3 is made in the form of a permanent annular magnet 9 fixed in the base 2, inside which the armature 10 of the armature 6 is located a dielectric rod 11 fixed thereon, rigidly connected to a measuring rod 5 mounted perpendicular to its axis, made conductive and connected to the input of the oscillation pathogen 4, containing m trigger counter 12 to which a voltage U _n, provides formation at its outputs signals opposite levels where one output signal there is a unit, and the other is zero. These signals are subtracted using a subtracting operational amplifier 13, as a result of which an alternating rectangular voltage is formed at the output of the subtractor, which creates the conditions for the reverse movement of the armature 6 of the vibration generator and the dielectric rod 11 attached to it and with the measuring rod 5. An alternating rectangular voltage is supplied through potentiometer 14 to the inverting integrator 15, and the potentiometer allows you to adjust the value of the input signal of the integrator, as well as to carry out the caliber UWC device for model details. With a negative output voltage of the subtractor, a linearly increasing voltage is generated at the output of the inverting integrator, which is fed through the power amplifier 16 to the winding 10 of the armature 6 of the vibration generator 3, which leads the armature and the dielectric rod 11 attached to it with the measuring rod 5 to move in the forward direction under the action of force Ampere before touching one of the surfaces of the hole of the measured part 17. At the moment of touching the conductive measuring rod of the surface of the part, the trigger 12 switches, which causes a negative voltage at the output of the subtractor 13, as a result of which a linearly decreasing voltage is generated at the output of the inverting integrator 15, which is fed through the power amplifier 16 to the winding 10 of the armature 6 of the vibration generator 3, which leads the armature and the dielectric rod 11 mounted on it with the measuring rod 5 into motion in the opposite direction under the action of the Ampere force until the opposite surface of the hole of the measured part 17 touches, which switches the trigger 12 to the opposite state, then the cycle repeats, thereby creating Self-oscillations of the armature and measuring rod are limited by the diameter of the measured part. The unit for measuring vibration parameters 8, made in the form of a digital frequency meter connected to the inverse output of the counting trigger 12, serves to measure the frequency of self-oscillations of the vibrator 3, which will allow you to measure the measured diameter of the part 17, inversely proportional to the frequency of the self-oscillations of the vibrator 3.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Для измерения диаметра D_i отверстия детали в нужном сечении измерительный стрежень (фиг. 4) вводится в измеряемое отверстие детали, после чего на триггер 12 подается напряжение питания U_п, обеспечивающее формирование на его выходах сигналов противоположных уровней (фиг. 2, б), когда на одном выходе, например, прямом, возникает единичный сигнал U₂, а на другом, инверсном, нулевой сигнал U₃. Эти сигналы вычитаются с помощью вычитающего операционного усилителя 13, в результате чего на выходе вычитателя образуется знакопеременное напряжение прямоугольной формы U₄ (фиг. 2, в), что создает условия для реверсивного движения якоря 6 виброгенератора и закрепленного на нем диэлектрического штока 11 с измерительным стержнем 5. Сигнал с выхода вычитателя подается через потенциометр 14 на вход инвертирующего интегратора 15, причем потенциометр позволяет регулировать величину входного сигнала интегратора, а также осуществлять калибровку устройства по образцовой детали. При отрицательном выходном напряжении вычитателя, на выходе инвертирующего интегратора формируется линейно нарастающее напряжение U₅ (фиг. 2, г), которое через усилитель мощности 16 поступает на обмотку 10 якоря 6 виброгенератора 3, что приводит якорь и закрепленный на нем диэлектрический шток 11 с измерительным стержнем 5 в движение в прямом направлении (фиг. 2, д) под действием силы Ампера до касания одной из поверхностей отверстия измеряемой детали 17. В момент касания токопроводящим измерительным стрежнем поверхности детали триггер 12 переключается (фиг. 2, а, б), что вызывает положительное напряжение U₄ на выходе вычитателя 13 (фиг. 2, в), которое поступает на вход инвертирующего интегратора 75, результате чего на его выходе формируется линейно убывающее напряжение U₅ (фиг. 2, г), которое через усилитель мощности 16 подается обмотку 10 якоря 6 виброгенератора 3, что приводит якорь и закрепленный на нем диэлектрический шток 11 с измерительным стержнем 5 в движение в обратном направлении (фиг. 2, д) под действием силы Ампера до касания противоположной поверхности отверстия измеряемой детали 17. Касание измерительным стрежнем поверхности отверстия переключает триггер 12 в противоположное состояние (фиг. 2, а, б), далее цикл повторяется, тем самым создаются автоколебания якоря и измерительного стержня s(t) с периодом T_i (фиг. 2, д), ограниченные диаметром измеряемой детали. С уменьшением диаметра детали при постоянной скорости движения измерительного стержня уменьшается время его перемещения, тем самым повышается частота переключений триггера, а, следовательно, частота возникающих при этом автоколебаний якоря и измерительного стержня (фиг. 3). С увеличением диаметра детали при постоянной скорости движения измерительного стержня увеличивается время его перемещения, тем самым уменьшается частота переключений триггера, а, следовательно, частота возникающих при этом автоколебаний якоря и измерительного стержня (фиг. 2), которая измеряется цифровым частотомером, соединенным с инверсным выходом счетного триггера, при этом измерение этой частоты позволит измерять обратно пропорциональную величину диаметра детали 17, с высокой точностью.To measure the diameter D _{i of the} hole of the part in the desired section, the measuring rod (Fig. 4) is inserted into the measured hole of the part, after which the supply voltage U _p is applied to the trigger 12, which ensures the formation of signals of opposite levels at its outputs (Fig. 2, b), when on one output, for example, direct, a single signal U ₂ arises, and on the other, inverse, zero signal U ₃ . These signals are subtracted using a subtracting operational amplifier 13, as a result of which an alternating rectangular voltage U _{4 is} generated at the output of the subtractor (Fig. 2, c), which creates the conditions for the reverse movement of the armature 6 of the vibration generator and the dielectric rod 11 attached to it with a measuring rod 5. The signal from the output of the subtractor is fed through the potentiometer 14 to the input of the inverting integrator 15, and the potentiometer allows you to adjust the value of the input signal of the integrator, as well as calibrate constructions according to the model details. With a negative output voltage of the subtractor, a linearly increasing voltage U ₅ is formed at the output of the inverting integrator (Fig. 2d), which, through the power amplifier 16, enters the winding 10 of the armature 6 of the vibration generator 3, which leads to the armature and a dielectric rod 11 fixed to it with a measuring the rod 5 in the forward direction (Fig. 2, e) under the action of the Ampere force until one of the surfaces of the hole touches the measured part 17. At the moment the current-conducting measuring rod touches the part surface, trigger 12 switches chaetsya (Fig. 2a, b), which causes a positive voltage U ₄ at the output of the subtractor 13 (Fig. 2c), which is fed to the input of the inverting integrator 75, whereby at its output formed linearly decreasing voltage U ₅ (Figure . 2, d), which is fed through the power amplifier 16 to the winding 10 of the armature 6 of the vibration generator 3, which leads the armature and the dielectric rod 11 with the measuring rod 5 fixed on it to move in the opposite direction (Fig. 2, d) under the action of the Ampere force until the opposite surface of the hole touches the measured part 17. Touching the measuring surface of the hole switches the trigger 12 to the opposite state (Fig. 2, a, b), then the cycle repeats, thereby creating self-oscillations of the armature and the measuring rod s (t) with a period T _i (Fig. 2, d), limited by the diameter of the measured part. With a decrease in the diameter of the part at a constant speed of movement of the measuring rod, the time of its movement decreases, thereby increasing the switching frequency of the trigger, and, consequently, the frequency of self-oscillations of the armature and the measuring rod (Fig. 3). With an increase in the diameter of the part at a constant speed of movement of the measuring rod, the time of its movement increases, thereby reducing the switching frequency of the trigger, and, consequently, the frequency of self-oscillations of the armature and the measuring rod (Fig. 2), which is measured by a digital frequency meter connected to the inverse output counting trigger, while measuring this frequency will measure the inversely proportional value of the diameter of the part 17, with high accuracy.

Для измерения наружного диаметра используется раздвоенный шариковый наконечник, изображенный на фиг. 5, который расположен в плоскости измеряемого сечения.To measure the outer diameter, the bifurcated ball tip shown in FIG. 5, which is located in the plane of the measured section.

Заявляемая полезная модель позволит повысить точность измерения диаметра цилиндрических токопроводящих изделий.The inventive utility model will improve the accuracy of measuring the diameter of cylindrical conductive products.

Claims

Виброконтактное измерительное устройство, содержащее корпус, основание, виброгенератор, возбудитель колебаний, измерительный стержень, жестко закрепленный на якоре виброгенератора, который связан с корпусом посредством упругого элемента и отсчетное устройство, отличающееся тем, что виброгенератор выполнен в виде закрепленного в основании постоянного кольцевого магнита, внутри которого расположена с возможностью перемещения обмотка якоря с закрепленным на нем диэлектрическим штоком, жестко связанным с установленным перпендикулярно его оси измерительным стержнем, выполненным токопроводящим и соединенным с входом возбудителя колебаний, выполненным в виде счетного триггера, выходы которого соединены с входами вычитающего операционного усилителя, который через потенциометр, инвертирующий интегратор и усилитель мощности соединен с обмоткой якоря виброгенератора, причем общий провод счетного триггера соединен с измеряемой деталью, а его инверсный выход подключен к отсчетному устройству, выполненному в виде цифрового частотомера.

A vibro-contact measuring device comprising a housing, a base, a vibration generator, an exciter, a measuring rod rigidly fixed to the vibrator’s anchor, which is connected to the housing by means of an elastic element and a reading device, characterized in that the vibration generator is made in the form of a permanent ring magnet fixed to the base, inside which is located with the ability to move the armature winding with a dielectric rod fixed to it, rigidly connected to an installed perpendicular about its axis by a measuring rod made of conductive and connected to the input of the exciter of oscillations, made in the form of a counting trigger, the outputs of which are connected to the inputs of a subtracting operational amplifier, which is connected through a potentiometer, inverting integrator and power amplifier to the armature of the vibration generator, and the common wire of the counting trigger connected to the measured part, and its inverse output is connected to a reading device made in the form of a digital frequency meter.