датчик линейных перемещений

Формула изобретения

Датчик линейных перемещений, преимущественно подрессоренной и неподрессоренной масс, содержащий закрепленную в корпусе магнитную головку, носитель кодовой информации в виде плоской магнитной ленты, расположенной с возможностью перемещения относительно магнитной головки, отличающийся тем, что он снабжен подпружиненным стержнем, установленным в опорах корпуса, закрепляемого на испытуемой массе, и снабженным ограничителем передвижения, расположенным на одном торце стержня, и толкателем-упором, расположенным на другом торце стержня, при этом вышеуказанная магнитная лента с нанесенными на ней рисками закреплена на стержне с возможностью непосредственного контакта с магнитной головкой, которая через усилитель и преобразователь подключена к компьютеру.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к методам стендовых и естественных испытаний подвески автомобиля и может быть использовано, в частности, для диагностики осей автомобилей в условиях автосервиса.

Известен датчик линейных перемещений (RU 2119642, G01B 007/00, G01D 005/20). Изобретение предназначено для преобразования линейного перемещения в пропорциональное ему напряжение. Датчик содержит информационную линейку с рабочей обмоткой. Активные стороны рабочей обмотки расположены вдоль оси перемещения. Результирующее количество проводников активных сторон рабочей обмотки пропорционально расстоянию от начала отсчета до середины перемещающегося вдоль нее магнитопровода. Магнитопровод перемещается по неподвижным направляющим, которые служат одновременно одновитковой обмоткой съема информации о положении подвижного магнитопровода вдоль информационной линейки.

Недостатками указанного устройства являются низкая точность измерений, сложность адаптации конструкции к условиям работы подвески.

Известен индукционный датчик линейных перемещений (RU 2023234, G01B 007/00). Датчик содержит S-образный магнитопровод, размещенные на его коленах секции обмотки возбуждения, соединенные параллельно и установленные с возможностью совместного линейного перемещения вдоль соответствующего свободного конца магнитопровода пару секций измерительной катушки, связываемых в процессе измерения с контролируемым объектом. Дополнительный магнитопровод прикреплен одним из своих колен к колену основного. На общем их колене размещена дополнительная секция обмотки возбуждения, соединенная последовательно с основной секцией, а на втором колене размещена вторая дополнительная секция обмотки возбуждения, подключенная параллельно второй основной секции обмотки возбуждения. Пара секций дополнительной измерительной катушки связываются кинематически со вторым контролируемым объектом.

Недостатками данного устройства являются сложность в изготовлении и высокая себестоимость.

Известен датчик линейных перемещений (RU 2138774, G01B 007/00, G01D 005/20). Датчик представляет собой магнитный усилитель с магнитопроводом в виде Ф-образной рамки. На боковых стержнях верхнего и нижнего окон магнитопровода магнитного усилителя расположены две двухсекционные обмотки переменного тока. К трем другим стержням по обе стороны магнитного усилителя присоединены шесть параллельных стержневых магнитопроводов, на четырех крайних из которых расположены обмотки возбуждения. Датчик снабжен также четырьмя подвижными сердечниками с измерительными обмотками, расположенными перпендикулярно к магнитопроводам. Обмотки возбуждения, расположенные с разных сторон магнитного усилителя, образуют пары. В каждой паре обмотки возбуждения включены встречно между собой. А обе пары обмоток включены параллельно. Измерительные обмотки могут быть включены по мостовой схеме измерения. Датчик линейных перемещений позволяет одновременно измерять линейное перемещение и скорость четырех контролируемых объектов.

Из недостатков данного устройства можно выделить сложность в изготовлении, высокую себестоимость и низкую точность измерений.

Наиболее близким к заявляемому относится датчик линейных перемещений (RU 2163004, G01D 005/245, G01B 007/00, прототип). Датчик содержит носитель кодовой информации в виде плоской обмотки, подключенной к генератору высокой частоты, считывающую магнитную головку с немагнитным зазором, установленную с возможностью перемещения параллельно носителю кодовой информации. Токопроводящие части рабочей зоны плоской обмотки расположены перпендикулярно перемещению считывающей магнитной головки с немагнитным зазором. Носитель кодовой информации выполнен в виде меандра с шагом d. В направлении, перпендикулярном перемещению считывающей магнитной головки, расположены поочередно токопроводящие части, изготовленные из магнитного и немагнитного материалов. Ось немагнитного зазора считывающей магнитной головки расположена параллельно осям токопроводящих частей рабочей зоны меандра либо под углом 2-4 градуса к ним. За счет увеличения градиента магнитного поля носителя кодовой информации повышается точность и информационная надежность датчика.

К недостаткам прототипа относятся его высокая стоимость, высокие требования к точности изготовления, ограничение диапазона условий испытаний, а также сложность применения данной конструкции при определении взаимных перемещений подрессоренной и неподрессоренной масс.

В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в расширении диапазона условий испытаний, повышении достоверности получаемых результатов за счет адаптации конструкции датчика к испытаниям подрессоренной и неподрессоренной масс, например подвески транспортного средства, при относительной простоте конструкции и снижении затрат на испытания.

Поставленная техническая задача решается тем, что датчик линейных перемещений преимущественно подрессоренной и неподрессоренной масс, содержащий закрепленную в корпусе магнитную головку, носитель кодовой информации в виде плоской магнитной ленты, расположенной с возможностью перемещения относительно магнитной головки, согласно изобретению снабжен подпружиненным стержнем, установленным в опорах корпуса, закрепляемого на испытуемой массе, и снабженным ограничителем передвижения, расположенным на одном торце стержня, и толкателем-упором, расположенным на другом торце стержня, при этом вышеуказанная магнитная лента с нанесенными на ней рисками закреплена на стержне с возможностью непосредственного контакта с магнитной головкой, которая через усилитель и преобразователь подключена к компьютеру.

Особенность заявляемого датчика в том, что он позволяет проводить стендовые и естественные испытания взаимосвязанных подрессоренной и неподрессоренной масс, например подвески транспортного средства, и получать достоверные данные, приближенные к данным реальных нагрузок, при относительной простоте конструкции и небольших затратах.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 дан общий вид датчика; на фиг.2 - вид по А-А фиг.1; на фиг.3 - схема закрепления датчика на кузове автомобиля (вид слева); на фиг.4 - расположение датчика на кузове автомобиля.

Датчик содержит установленный в корпусе 1 с возможностью перемещения в опорах 2 стержень 3. На корпусе 1 смонтирована магнитная головка 4, а на стержне 3 - носитель кодовой информации в виде плоской магнитной ленты 5 с нанесенными на ней рисками, установленной с возможностью непосредственного контакта с магнитной головкой. Риски на магнитной ленте нанесены на одинаковом расстоянии друг от друга. Во избежание разрушения магнитной головки о стержень и разрывов магнитной ленты между стержнем и лентой имеется поролоновая подложка 6. Для предотвращения поворота стержня и, как следствие этого, потери контакта между магнитной лентой 5 и магнитной головкой 4, на стержне предусмотрен паз 7, а на внутренней поверхности опоры - выступ 8 (фиг.2), ограничивающий угловые перемещения стержня относительно корпуса. Стержень снабжен ограничителем передвижения 9, расположенным на одном торце стержня 3, и толкателем-упором 10, расположенным на другом торце стержня 3. Для возврата стержня в исходное положение в конструкции датчика между корпусом 1 и толкателем-упором 10 предусмотрена возвратная пружина 11, закрепленная с помощью упорных шайб 12. Магнитная головка 4 через усилитель 13, аналого-цифровой преобразователь 14 подсоединена к компьютеру 15.

Проведение испытаний подрессоренной и неподрессоренной масс с помощью датчика осуществляют следующим образом.

Корпус 1 датчика закрепляют на кузове 16 транспортного средства (подрессоренная масса), а толкатель-упор 10 устанавливают на диск 17 колеса 18 (неподрессоренная масса). При движении автомобиля по неровностям колесо 18 совершает вертикальные колебания, вместе с ним колеблется и диск 17, воздействуя на толкатель 10, что приводит к колебаниям стержня 3. Между диском и толкателем отсутствует жесткая связь ввиду того, что диск совершает сложное движение. Магнитная лента 5 с нанесенными на ней рисками, жестко закрепленная на стержне, также совершает колебания. Магнитная головка 4 фиксирует количество рисок, которые проходят через центр контакта «магнитная головка - магнитная лента». Сигнал от магнитной головки проходит через усилитель 13 и поступает в аналого-цифровой преобразователь 14. Затем полученные данные поступают в компьютер 15. Величина линейных перемещений пропорциональна количеству рисок, фиксируемых аппаратурой 13, 14, 15.

Так, при относительной простоте конструкции и небольших затратах предлагаемый датчик линейных перемещений позволяет получать достоверные данные об относительном перемещении подрессоренной и неподрессоренной масс с высокой степенью точности несмотря на значительный диапазон измерений. Изобретение относится к методам стендовых и естественных испытаний подвески автомобиля и может быть использовано, в частности, для диагностики осей автомобиля в условиях автосервиса.