[其他]电压式位移数字显示器

说明书

本实用新型属于一种电子测量仪器，用于测量机器设备位移大小的一种装置。

目前，在机械加工和数控机床上，位移数显装置得到了广泛应用。现有的数显装置主要由检测器件和数显表两部分组成。在自动检测器件中，如光栅、磁尺、感应同步器等数显装置，它们的稳定性好，测量精度较高，从而得到了充分应用。现以直线式感应同步器为例：它的结构主要由定尺和滑尺组成。滑尺随机械位移部分运动，定尺固定在机床身上。由于定、滑尺相对运动产生电信号，经处理后送入数显表，但因机械位移有多大，定尺就必须有多长，限制了直线式位移数显装置的测量范围。一般为0～10米，精度为±0.01毫米。但此类位移数显装置在其他恶劣环境，如在露天、矿井、水下；或是有害介质中；就根本不能使用；或将受到严重腐蚀而缩短使用寿命。如果在那些位移要求较大，精度相对要求较低和工作环境比较恶劣的机器设备中使用现有的感应同步器，就不能满足经济、技术和工作条件的要求。很不适应生产技术设施的需要。

本实用新型的目的是提供一种电压式位移数字显示器，当测量0～30米的位移时，其显示精度为±0.001米；当测量0～300米时，其精度为±0.01米。并可输入电子计算机进行管理和自动控制。

电压式位移数字显示器的基本原理是以电压的直线变化直接模拟为机械位移的变化，它的自动检测器件由一高精度稳压电源和转换器组成。数显部分是一台数字式电压表，可选用DY7135或PZ70电压表。也可选用直流电压表，用仪表来显示位移大小。

根据主机的情况，电压式位移数字显示器的转换器可采用以下两种转换方式：

一、机械转换式：如图1，它主要由减速齿轮（4）和（6），高精度线性多卷电位器（7）组成，减速齿轮的减速比由主机决定。以QPQ卷扬式启闭机为列：

I＝2 (I1·n)/(I2·N)

I为减速比。I1为主机大小齿比，I2为主机大小链轮减速比。n为闸门最大位移折合为绳筒卷数，N为电位器卷数。计算时应留有裕量。如QPQ2×16型卷扬启闭机，I1＝5.1，I2＝ 40/12 ，最大位移13米，绳筒外园1.225米，n＝10.6，N＝10，所以I＝3.24，取10％裕量，I为3.56即可。机械转换器的小齿（4）直接与主机大链轮轴（2）相连。主机转动时，减速齿轮带动多卷电位器（7）转动。电位器（7）可选用W×D₄－23电位器。如主机为矿井卷扬机，则将减速齿（4）与主机减速器输出端相连。使减速齿（4）随主机转动。

二、脉冲转换式。如图2，它主要由凸弧环（14），微动脉冲开关（16），主机正反转控制触点（17），步进电机（20）和脉冲分配器（18），脉冲放大器（19）组成。以LQ－5启闭机为列，在主机螺母（11）上固定凸弧环（14）。并在一侧安装脉冲开关（16）。升降闸门时，凸弧环随螺母转动。它的凸出部分使脉冲开关动作，形成随位移变化的脉冲，并进入脉冲分配器和放大器，使步进电机随主机升降而正转或反转。步进电机转动的步数与脉冲个数成正比，且步进电机直接与图1的多卷电位器（7）相连。这样，就达到以电压的变化直接模拟位移变化的目的。凸弧环凸点的个数决定主机一转产生的脉冲个数。它由下式决定：

X＝N· (360·T)/(Q·L)

在此式中，X是凸弧环凸点个数，它的具体尺寸由脉冲开关（16）决定，N为电位器卷数，Q为步进电机步距角，T为螺杆螺距，L为最大位移。计算结果进位取整数，以LQ－5型螺杆式启闭机为例；L＝5米，T＝12毫米，Q＝3°，N＝10则X＝2.8，取X＝3。脉冲开关（16）在频率低于1200次／小时时选用LXK2行程开关，高于此频率时选用LXJ0无触点开关。步进电机可选用SB－2A步进电机，并选用与之配套的脉冲分配器和放大器。

无论是机械还是脉冲转换器，它们都与多卷电位器保持连动。机械转换式通过图1的大齿（6）直接与多卷电位器（7）相连，脉冲转换式通过图2的步进电机（20）直接与图3的多卷电位器（7）相连。

本实用新型的测量仪器，用发光数码管直接显示闸门高度或其他机器设备位移量，可以实现远距离观察和控制。适用于工作环境比较恶劣，特别是在露天、水下、有害介质中使用而不受限制，可供测量位移范围较大，精度相对要求不高的机器设备采用，该仪器具有结构简单，操作方便，直观，成本低的优点，满足了社会的需要和生产技术的要求，为在矿井水库、河闸和水利发电设备上的机器提供了自动测量仪器，为电子计算机自动管理提供了条件。