ВИМІРЮВАННЯ ГЕОМЕТРИЧНИХ РОЗМІРІВ

Вимірювання лінійних та кутових розмірів

Механічні величини використовуються для визначення розмірів та розміщення предметів у просторі. Стосовно до поліграфічного виробництва слід розглянути вимірювання глибини травлення та гравіювання; товщини листових матеріалів (папір, картон, пластини); товщини плівок (фарба, вологість, метал); нерівностей (шорсткість) поверхні; висоти (ріст) друкованих знаків; рівня рідини і т.д. Особливості вимірювання вказаних величин полягають в тому, що найбільш важливі з них мають малі розміри і допуски.

Основні електричні методи та відповідні засоби вимірювань лінійних та кутових розмірів:

• залежно від наявності чи відсутності механічного контакту між досліджуваним об’єктом та засобом вимірювань поділяють на контактні та безконтактні,

• залежно від принципу вимірювального перетворення методи поділяють на:

  1. електромеханічні методи - основані на перетворенні механічних величин в електричний сигнал; залежно від виду первинного перетворювача поділяють на резистивні, індуктивні, ємнісні, оптоелектронні тощо;

  2. електрофізичні методи - основані на використанні відмінності в фізичних властивостях речовин (електричних, магнітних, теплових), що знаходяться на різних сторонах меж вимірюваного розміру; відповідно вони поділяються на електромагнітні (вихрострумові та резонансні методи), ємнісні, кондуктометричні тощо;

  3. спектрометричні (хвильові) методи – основані на визначенні довжини хвилі випромінювання, що використовується при вимірюванні; поділяють на звукові, ультразвукові, радіохвильові, надвисокочастотні, оптичні (лазерні).

Вимірювання товщини листових матеріалів

При вимірюванні товщини листових матеріалів (папір, картон, друкарські пластини, тощо) повинен бути доступ з обох боків матеріалу. Вимірюванню підлягає відстань між поверхнями, що обмежують матеріал. Можна використовувати контактні прилади для вимірювання довжини, а також безконтактні оптичні і радіаційні прилади просвічування (використовується залежність ступеня поглинання випромінювання матеріалом від його товщини).

Контактні товщиноміри перетворять зміни товщини в зміну переміщення чутливого елементу. Його переміщення посилюється за допомогою системи важеля в механічних приладах або перетвориться в електричну величину за допомогою параметричних перетворювачів, переважно індуктивних і ємнісних.

Механічні контактні товщиноміри паперу, картону, гуми, декеля будуються на основі зубчастого індикатора, закріпленого на скобі (1-індикатор, 2-шток, 3-груз). Для забезпечення необхідного тиску на штоку вимірювача закріплюється вантаж (у товщиномірах паперу і картону) або тиск створюється важелем.

У разі вимірювання товщини рухомого матеріалу можна використовувати електричний датчик (індуктивний або ємнісний). На вимірювальному штоку закріплюється ролик, який котиться по поверхні матеріалу, сприймаючи зміни його товщини.

Безконтактні датчики товщини матеріалу.

Ємнісний безконтактний датчик товщини діелектричних матеріалів забезпечує перетворення вимірюваної товщини в ємність конденсатора. Далі за допомогою вимірювального кола ємність конденсатора перетвориться в електричну напругу або частоту коливань.

Спектрометричні датчики будуються на основі випромінювань: світлового, рентгенівського, β і γ. Матеріал просвічується потоком одного з названих випромінювань. Поглинання потоку залежить від товщини матеріалу, тому потік, що проходить через матеріал несе інформацію про його товщину.

Радіаційний датчик. Джерелом випромінювання є рентгенівська трубка або радіоактивний матеріал, а приймачем - іонізаційна камера. Зазвичай реалізується метод порівняння, тому використовується два джерела випромінювання, а приймач датчика містить дві іонізаційні камери.

Р адіаційний вимірювач товщини матеріалу. Робоча 3 і компенсаційна 5 іонізаційні камери знаходяться під впливом робочого 1 і еталонного 4 джерел випромінювання. При однакових інтенсивностях потоків від обох джерел іонізаційний струм в центральному електроді 6 рівний нулю, як і падіння напруги на резисторі R. При зміні товщини матеріалу 2 змінюється робочий потік, з’являється різницевий струм в електроді 6 і напруга відповідної полярності на резисторі R.