專利名稱:電壓式位移數字顯示器的制作方法
本實用新型屬于一種電子測量儀器，用于測量機器設備位移大小的一種裝置。
目前，在機械加工和數控機床上，位移數顯裝置得到了廣泛應用。現有的數顯裝置主要由檢測器件和數顯表兩部分組成。在自動檢測器件中，如光柵、磁尺、感應同步器等數顯裝置，它們的穩定性好，測量精度較高，從而得到了充分應用。現以直線式感應同步器為例它的結構主要由定尺和滑尺組成。滑尺隨機械位移部分運動，定尺固定在機床身上。由于定、滑尺相對運動產生電信號，經處理后送入數顯表，但因機械位移有多大，定尺就必須有多長，限制了直線式位移數顯裝置的測量范圍。一般為0～10米，精度為±0.01毫米。但此類位移數顯裝置在其他惡劣環境，如在露天、礦井、水下；或是有害介質中；就根本不能使用；或將受到嚴重腐蝕而縮短使用壽命。如果在那些位移要求較大，精度相對要求較低和工作環境比較惡劣的機器設備中使用現有的感應同步器，就不能滿足經濟、技術和工作條件的要求。很不適應生產技術設施的需要。
本實用新型的目的是提供一種電壓式位移數字顯示器，當測量0～30米的位移時，其顯示精度為±0.001米；當測量0～300米時，其精度為±0.01米。并可輸入電子計算機進行管理和自動控制。
電壓式位移數字顯示器的基本原理是以電壓的直線變化直接模擬為機械位移的變化，它的自動檢測器件由一高精度穩壓電源和轉換器組成。數顯部分是一臺數字式電壓表，可選用DY7135或PZ70電壓表。也可選用直流電壓表，用儀表來顯示位移大小。
根據主機的情況，電壓式位移數字顯示器的轉換器可采用以下兩種轉換方式一、機械轉換式如圖1，它主要由減速齒輪(4)和(6)，高精度線性多卷電位器(7)組成，減速齒輪的減速比由主機決定。以QPQ卷揚式啟閉機為列
I＝2 (I1·n)/(I2·N)I為減速比。I1為主機大小齒比，I2為主機大小鏈輪減速比。n為閘門最大位移折合為繩筒卷數，N為電位器卷數。計算時應留有裕量。如QPQ2×16型卷揚啟閉機，I1＝5.1，I2＝ 40/12 ，最大位移13米，繩筒外園1.225米，n＝10.6，N＝10，所以I＝3.24，取10％裕量，I為3.56即可。機械轉換器的小齒(4)直接與主機大鏈輪軸(2)相連。主機轉動時，減速齒輪帶動多卷電位器(7)轉動。電位器(7)可選用W×D4－23電位器。如主機為礦井卷揚機，則將減速齒(4)與主機減速器輸出端相連。使減速齒(4)隨主機轉動。
二、脈沖轉換式。如圖2，它主要由凸弧環(14)，微動脈沖開關(16)，主機正反轉控制觸點(17)，步進電機(20)和脈沖分配器(18)，脈沖放大器(19)組成。以LQ－5啟閉機為列，在主機螺母(11)上固定凸弧環(14)。并在一側安裝脈沖開關(16)。升降閘門時，凸弧環隨螺母轉動。它的凸出部分使脈沖開關動作，形成隨位移變化的脈沖，并進入脈沖分配器和放大器，使步進電機隨主機升降而正轉或反轉。步進電機轉動的步數與脈沖個數成正比，且步進電機直接與圖1的多卷電位器(7)相連。這樣，就達到以電壓的變化直接模擬位移變化的目的。凸弧環凸點的個數決定主機一轉產生的脈沖個數。它由下式決定X＝N· (360·T)/(Q·L)在此式中，X是凸弧環凸點個數，它的具體尺寸由脈沖開關(16)決定，N為電位器卷數，Q為步進電機步距角，T為螺桿螺距，L為最大位移。計算結果進位取整數，以LQ－5型螺桿式啟閉機為例；L＝5米，T＝12毫米，Q＝3°，N＝10則X＝2.8，取X＝3。脈沖開關(16)在頻率低于1200次／小時時選用LXK2行程開關，高于此頻率時選用LXJ0無觸點開關。步進電機可選用SB－2A步進電機，并選用與之配套的脈沖分配器和放大器。
無論是機械還是脈沖轉換器，它們都與多卷電位器保持連動。機械轉換式通過圖1的大齒(6)直接與多卷電位器(7)相連，脈沖轉換式通過圖2的步進電機(20)直接與圖3的多卷電位器(7)相連。
本實用新型的測量儀器，用發光數碼管直接顯示閘門高度或其他機器設備位移量，可以實現遠距離觀察和控制。適用于工作環境比較惡劣，特別是在露天、水下、有害介質中使用而不受限制，可供測量位移范圍較大，精度相對要求不高的機器設備采用，該儀器具有結構簡單，操作方便，直觀，成本低的優點，滿足了社會的需要和生產技術的要求，為在礦井水庫、河閘和水利發電設備上的機器提供了自動測量儀器，為電子計算機自動管理提供了條件。
圖1是機械轉換式結構圖。它由主機大鏈輪(1)，主機大鏈輪軸(2)，機械轉換背板(3)，小齒(4)，固定螺栓(5)，大齒(6)，多圈電位器(7)，背板調整固定孔(8)，電位器固定板(9)，接線柱(10)組成。
圖2是脈沖轉換式結構圖，它由主機螺母(11)，主機螺桿(12)，主機大端蓋(13)，凸弧環(14)，螺栓(15)，脈沖開關(16)，主機正反轉交流接觸器常開觸點(17)，脈沖分配器(18)，放大器(19)，步進電機(20)組成。
圖3是電壓式位移數字顯示器電原理圖。它由變壓器(21)，整流器(22)，濾波器(23)，集成穩壓模塊(24)，可選用SM900000或WB724模塊。調壓電位器(25)，轉換器(26)，它可以是機械轉換式或脈沖轉換式的任意一種。多卷電位器(7)，數顯表(27)組成。
電壓式位移數字顯示器可根據主機的情況分別采用機械轉換式或脈沖轉換式。
本實用新型的實施調試過程如下參照圖3將啟閉機閘門或其它機器的位移降到0點，此時主機行程開關應動作，標準電壓(25)調到任意正值，一般調到8～10伏。調整多卷電位器(7)，使數顯表顯示0。然后將主機與轉換部分(機械轉換或脈沖轉換的任意一種)聯接好，主機運轉，轉換部分和多卷電位器也隨之轉動，當位移升到最大值時，行程開關動作，細心測量閘門或機器的最大高度位移，調節標準電壓調壓器(25)，使數顯表顯示的數字與實際測量的位移數字相等，并重復調節幾次，即可進行測量。
權利要求
1.一種用于測量機器設備位移大小的裝置，由變壓器(21)、整流器(22)、濾波器(23)、集成穩壓模塊(24)、調壓電位器(7)、數顯表(27)組成。其特征是電壓式位移數字顯示器的自動檢測器件，可任選機械轉換式或脈沖轉換式。機械轉換式是通過大齒(6)直接與多圈電位器(7)相連，脈沖轉換式是通過步進電機(20)直接與多圈電位器(7)相連，以電壓的直線變化直接模擬為機械位移的變化。
2.根據權利要求
1所述的裝置，其特征是自動檢測器件采用機械轉換時，小齒(4)直接與水利啟閉機主機大鏈輪軸(2)或卷揚機減速輸出軸相連。主機轉動時，通過減速齒輪(4)、(6)帶動多卷電位器(7)轉動，實現機械設備位移大小的數字顯示。
3.根據權利要求
1所述的裝置，其特征是自動檢測器件采用脈沖轉換式時，由主機帶動凸弧環(14)通過脈沖開關(16)產生隨位移變化的脈沖數，實現控制機器設備位移大小的數字顯示。
專利摘要
本實用新型為電壓式位移數字顯示器。它能直觀地測量和顯示機器設備的位移量，測量0～30米位移時，顯示精度可到±0.001米；測量0～300米時，顯示精度可到±0.01米。它適用于工作環境惡劣，機器位移量大，精度相對要求不高的露天、礦井、水下工作的卷揚機、水利啟閉機及其他機器設備上。具有結構簡單，成本低廉，測量范圍寬的優點。并為此類機器設備的電子計算機自動管理提供了條件。
文檔編號G01D7/00GK86208451SQ86208451
公開日1988年2月24日 申請日期1986年10月24日
發明者孫科明 申請人:孫科明導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan