RU206346U1 - Metrological stand for level gauge calibration - Google Patents

Abstract

Полезная модель Метрологический стенд для калибровки уровнемеров включает установленную на направляющих основания платформу с экраном-имитатором уровня и цифровым сервоприводом с инкрементным поворотным энкодером, безлюфтовую реечную передачу с зубчатой металлической рейкой, установленной вдоль направляющих, и шестерней, вращаемой цифровым сервоприводом для перемещения платформы вдоль направляющих, и блок управления перемещением платформы, соединенный с контроллером цифрового сервопривода кабелем в гибком кабеле-канале и выполненный с возможностью определять перемещение платформы в соответствии со значением числа импульсов инкрементного поворотного энкодера.Utility model A metrological stand for calibrating level gauges includes a platform mounted on the base guides with a level simulator screen and a digital servo drive with an incremental rotary encoder, a backlash-free rack and pinion drive with a toothed metal rack installed along the guides, and gears rotated by a digital servo drive to move the platform along the guides, and a platform movement control unit connected to the digital servo controller by a cable in a flexible cable channel and configured to determine the movement of the platform in accordance with the value of the number of pulses of the incremental rotary encoder.

Description

Область техникиTechnology area

Полезная модель относится к устройствам для калибровки уровнемеров аппаратуры для измерения уровня жидкости.The utility model relates to devices for calibrating level gauges of equipment for measuring liquid level.

Предшествующий уровень техникиPrior art

Известен метрологический стенд для калибровки уровнемеров (патент РФ 197046 от 26.03.2020 г.), включающий установленную на основании платформу с экраном-имитатором уровня с возможностью перемещения электроприводом вдоль направляющих основания. Электропривод не обеспечивает точного заданного перемещения экрана-имитатора уровня, установленного на платформе, и, соответственно, не позволяет калибровать уровнемер. Поэтому для калибровки уровнемера используется дополнительное устройство - лазерный дальномер или интерферометр.A known metrological stand for calibrating level gauges (RF patent 197046 dated 03/26/2020), including a platform installed on the base with a level simulator screen with the ability to move electrically along the base guides. The electric drive does not provide an accurate predetermined movement of the level simulator screen installed on the platform, and, accordingly, does not allow the level gauge to be calibrated. Therefore, to calibrate the level gauge, an additional device is used - a laser range finder or an interferometer.

Известен также метрологический стенд для калибровки уровнемеров (патент РФ №2690701 от 05.06.2019 г.), включающий установленные на основании платформу с экраном-имитатором уровня и электроприводом для перемещения вдоль направляющих основания и блок управления перемещением платформы. Этот известный метрологический стенд для калибровки уровнемеров является прототипом заявленной полезной модели.Also known is a metrological stand for calibrating level gauges (RF patent No. 2690701 dated 06/05/2019), which includes a platform installed on the base with a level simulator screen and an electric drive for moving along the base guides and a platform movement control unit. This well-known metrological stand for level gauge calibration is a prototype of the claimed utility model.

Вместе с тем, это известное техническое решение также не обеспечивает точного заданного перемещения электроприводом экрана-имитатора уровня, установленного на платформе, и, соответственно, не позволяет калибровать уровнемер. Это вынуждает использовать дополнительное устройство лазерный дальномер или интерферометр.At the same time, this known technical solution also does not provide an accurate predetermined movement of the screen-simulator of the level installed on the platform by the electric drive, and, accordingly, does not allow the level gauge to be calibrated. This forces the use of an additional device, a laser rangefinder or interferometer.

Заявленная полезная модель направлена на решения проблемы управления электроприводом для перемещения платформы с экраном-имитатором уровня с точностью, необходимой для калибровки уровнемера.The declared utility model is aimed at solving the problem of controlling an electric drive for moving a platform with a level simulator screen with the accuracy required for level gauge calibration.

Раскрытие полезной моделиDisclosure of a utility model

Технический результат, достигаемый при использовании заявленного метрологического стенда для калибровки уровнемеров, заключается в повышении точности перемещения электроприводом платформы с экраном-имитатором уровня, обеспечивающей калибровку уровнемера за счет использования безлюфтовой реечной передачи с рейкой, сопряженной с направляющей путем установки в продольном пазу направляющей и использованием блоком управления калибровочной зависимости между поворотом шестерни реечной передачи и перемещением платформы с экраном-имитатором уровня.The technical result achieved when using the claimed metrological stand for calibrating level gauges consists in increasing the accuracy of movement of the platform with a level simulator screen by an electric drive, which ensures level gauge calibration by using a backlash-free rack and pinion gear with a rail coupled to the guide by installing a guide in the longitudinal groove and using a block control of the calibration dependence between the rotation of the rack and pinion gear and the movement of the platform with the level simulator screen.

Указанный технический результат достигается в метрологическом стенде для калибровки уровнемеров, включающем установленную на направляющих основания платформу с экраном-имитатором уровня и цифровым сервоприводом с инкрементным поворотным энкодером, безлюфтовую реечную передачу с зубчатой металлической рейкой, установленной вдоль направляющих, и шестерню, вращаемую цифровым сервоприводом для перемещения платформы вдоль направляющих, и блок управления перемещением платформы, соединенный с контроллером цифрового сервопривода кабелем в гибком кабеле-канале, сворачиваемым и разворачиваемым при перемещении платформы, и выполненный с возможностью определять перемещение платформы в соответствии со значением числа импульсов инкрементного поворотного энкодера, полученных от контроллера цифрового сервопривода.The specified technical result is achieved in a metrological stand for calibrating level gauges, including a platform mounted on the base guides with a level simulator screen and a digital servo drive with an incremental rotary encoder, a backlash-free rack and pinion gear with a toothed metal rack installed along the guides, and a gear rotated by a digital servo to move platform along the rails, and a platform movement control unit connected to the digital servo controller by a cable in a flexible cable-channel, rolled and unrolled when the platform moves, and configured to determine the platform movement in accordance with the value of the number of incremental rotary encoder pulses received from the digital controller servo.

Платформа с экраном-имитатором уровня может быть установлена на шариковых или роликовых рельсовых направляющих, а зубчатая металлическая рейка может быть установлена в пазах рельсовой направляющей.The platform with the simulated level screen can be mounted on ball or roller rails, and the toothed metal rack can be mounted in the grooves of the rail.

Метрологический стенд может включать датчик температуры металлической (стальной) зубчатой рейки, соединенный с блоком управления, выполненным с возможностью корректировать зависимость величины перемещения платформы вдоль направляющих основания от числа импульсов инкрементного поворотного энкодера в соответствии с изменением температуры.The metrological stand may include a temperature sensor of a metal (steel) gear rack connected to a control unit adapted to correct the dependence of the amount of movement of the platform along the base guides on the number of incremental rotary encoder pulses in accordance with the temperature change.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

На фиг. 1 показан метрологический стенд для калибровки уровнемеров, выполненный в соответствии с заявленной полезной моделью.FIG. 1 shows a metrological stand for level gauges calibration, made in accordance with the declared utility model.

На фиг. 2 показан поперечный разрез направляющей и зубчатой рейки, установленной в этой направляющей, и находящейся над ними части платформы с шестерней реечной передачи, приводимой во вращение цифровым серводвигателем.FIG. 2 is a cross-sectional view of a guide and a rack mounted in this guide and a portion of a rack and pinion platform above them, driven by a digital servo motor.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Заявленный метрологический стенд для калибровки уровнемеров, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, включает основание с расположенными параллельно друг другу металлическими шариковыми (роликовыми) рельсовые направляющими 1, металлическую зубчатую рейку 2, установленную в одной из двух рельсовых направляющих 1, установленную на рельсовых направляющих 1 платформу 3 с экраном-имитатором 4 и цифровым сервоприводом 5 с шестерней 6, находящейся в зацеплении с металлической зубчатой рейкой 2; и блок управления 7, установленный на неподвижной стойке 8 основания рядом с местом 9 для установки проверяемого и калибруемого уровнемера.The claimed metrological stand for calibrating level gauges, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, includes a base with parallel to each other metal ball (roller) rail guides 1, a metal toothed rack 2 installed in one of two rail guides 1, installed on rail guides 1 platform 3 with a simulator screen 4 and a digital servo drive 5 with a gear 6 in engagement with a metal gear rack 2; and a control unit 7 mounted on a fixed base 8 support near the location 9 for installing the tested and calibrated level gauge.

Цифровой сервопривод 5 включает электродвигатель, управляющий контроллер и инкрементный поворотный энкодер, преобразующий угол поворота вала двигателя в последовательность электрических импульсов, причем один импульс строго соответствует определенному углу поворота вала электродвигателя сервопривода, соответственно, шестерни 6 и перемещению платформы 3, вместе с сервоприводом вдоль зубчатой рейки 2 и направляющих 1. Например, при использовании сервопривода СПШ20-23017/2000 одному обороту вала двигателя сервопривода соответствует 2000 импульсов инкрементного поворотного энкодера и 2 мм линейного перемещения платформы, соответственно, 1 импульсу соответствует 0,001 мм линейного перемещения.The digital servo drive 5 includes an electric motor, a control controller and an incremental rotary encoder that converts the angle of rotation of the motor shaft into a sequence of electrical pulses, and one pulse strictly corresponds to a certain angle of rotation of the motor shaft of the servo drive, respectively, gear 6 and the movement of the platform 3, together with the servo along the gear rack 2 and guides 1. For example, when using a servo drive SPSh20-23017 / 2000, one revolution of the servo motor shaft corresponds to 2000 pulses of an incremental rotary encoder and 2 mm of linear movement of the platform, respectively, 1 pulse corresponds to 0.001 mm of linear movement.

Управляющий контроллер сервопривода соединен с блоком управления 7. Обмен данных между блоком управления 7 и управляющим контроллером производится по протоколу RS-485 по сигнальному кабелю, размещенному в кабеле-канале, проложенном с внешней стороны направляющих. Кабель-канал имеет гибкую конструкцию, позволяющую ему раскручиваться при отдалении платформы с экраном-имитатором уровня от стойки для установки поверяемого прибора и скручиваться при движении стойки с экраном-имитатором уровня в обратном направлении, при этом в кабеле-канале проложены также кабели питания сервопривода.The control controller of the servo drive is connected to the control unit 7. Data exchange between the control unit 7 and the control controller is carried out via the RS-485 protocol via a signal cable located in the cable channel laid on the outside of the guides. The cable channel has a flexible design that allows it to unwind when the platform with the level screen is removed from the rack for installing the device under test and to twist when the rack with the level screen moves in the opposite direction, while the servo power supply cables are also laid in the channel cable.

Для калибровки самого метрологического стенда используется лазерный измеритель перемещений, устанавливаемый на стойке 8. Для калибровки перемещают платформу 3, при этом регистрируют в блоке управления 7 соответствие измеренного расстояния и числа импульсов, полученных от сервопривода, и формируют калибровочную характеристику линейного перемещения платформы, позволяющую воспроизводить и измерять расстояние между стойкой 8 (местом 9 установки уровнемера) и экраном-имитатором 4 при его перемещении, как в прямом, так и в обратном направлении без использования при эксплуатации стенда дорогостоящего лазерного измерителя перемещений.To calibrate the metrological stand itself, a laser displacement meter is used, installed on the rack 8. For calibration, the platform 3 is moved, while the correspondence between the measured distance and the number of pulses received from the servo is recorded in the control unit 7, and a calibration characteristic of the linear movement of the platform is formed, which allows reproducing and to measure the distance between the post 8 (place 9 of the level gauge installation) and the screen-simulator 4 when it is moved, both in the forward and in the opposite direction, without using an expensive laser displacement meter during the operation of the stand.

Claims (2)

1. Метрологический стенд для калибровки уровнемеров, включающий установленные на направляющих основания платформу с экраном-имитатором уровня и приводом для перемещения платформы вдоль направляющих и блок управления, отличающийся тем, что выполнен с безлюфтовой реечной передачей, включающей металлическую зубчатую рейку, установленную в рельсовых направляющих, и шестерню, вращаемую установленным на платформе цифровым сервоприводом, а блок управления соединен с контроллером цифрового сервопривода кабелем в гибком кабеле-канале и выполнен с возможностью определять значение величины перемещения платформы в соответствии со значением числа импульсов инкрементного поворотного энкодера.1. A metrological stand for calibrating level gauges, including a platform mounted on the base guides with a level simulator screen and a drive for moving the platform along the guides and a control unit, characterized in that it is made with a backlash-free rack and pinion drive, including a metal gear rack installed in the rail guides, and a gear rotated by a digital servo-drive installed on the platform, and the control unit is connected to the digital servo controller by a cable in a flexible cable-channel and is configured to determine the value of the amount of movement of the platform in accordance with the value of the number of pulses of the incremental rotary encoder. 2. Метрологический стенд по п.1, отличающийся тем, что включает датчик температуры зубчатой металлической рейки, соединенный с блоком управления, выполненным с возможностью корректировать зависимость величины перемещения платформы вдоль направляющих основания от числа импульсов инкрементного поворотного энкодера в соответствии с изменением температуры.2. The metrological stand according to claim 1, characterized in that it includes a temperature sensor of a toothed metal rack connected to a control unit configured to correct the dependence of the amount of movement of the platform along the base guides on the number of incremental rotary encoder pulses in accordance with temperature changes.

Images