2.2. Основные схемы электроконтактных контрольно – измерительных устройств.

Электроконтактный прибор в общем виде состоит из электроконтактного преобразователя, усилителя командных сигналов, светофорного устройства, блока питания и часто дополняется механическим микромером со шкалой. Светофорное устройство служит для информации о командах.

Блок питания предназначен для поддержания параметров питания на заданном уровне.

В основном широкое распространение получили схемы «силового контакта», в которых контакты измерителя включаются непосредственно в цепь сигнальной лампы, реле или электромагнита. «Силовыми» контактами в указанном смысле можно назвать и весьма маломощные контакты, работающие, например, в цепи сигнальной неоновой лампы.

Простейшей схемой электроконтактного устройства является схема, изображенная на рис. 2,а. В этой схеме промежуточное устройство отсутствует, и контакты измерителя включаются непосредственно в цепь исполнительного элемента. Нагрузка контактов измерителя здесь определяется мощностью исполнительного органа и напряжением источника питания.

Рис. 2. Принципиальные электрические схемы включения электроконтактных устройств

Применение такой схемы наиболее целесообразно в устройствах для контроля размеров с применением жестких калибров, когда погрешности контактов не сказываются на точности контроля и к контактам предъявляются лишь требования длительной и надежной работы без заметного обгорания и износа. При контроле размеров без применения калибров измерители могут включаться по схеме рис. 2,а лишь в случае маломощного исполнительного органа, например, сигнальной лампы тлеющего разряда.

Стремление разгрузить измерительные контакты заставляет пользоваться схемой 2,б. В этой схеме контакты измерителя замыкают цепь промежуточного реле, а контакты реле включены в цепь исполнительного органа. Разделение цепей измерительных контактов и исполнительного органа дает возможность, подбирать параметры этих цепей таким образом, чтобы получить наивыгоднейший режим работы и контактов измерителя и исполнительного органа.

На схеме 2,в показано использование в качестве промежуточного реле электронной лампы. В этой схеме не только дугообразования, но даже и искрения при размыкании и замыкании контактов происходить не может. Другим преимуществом схемы с электронным промежуточным реле является практическая безинерционность такого реле, что позволяет создавать высокопроизводительные контрольные автоматы.

Для уменьшения износа контактов и сохранения их точности желательно уменьшать продолжительность нахождения контактов измерителей под напряжением. Во время установки изделий на измерительные позиции и съема с них контакты измерителей могут неоднократно замыкаться и размыкаться. Если эти процессы могут происходить под напряжением, то эрозия и коррозия контактов будут несравненно больше, чем в случае замыкания и размыкания их при отсутствии напряжения. При этом подается напряжение на контакты измерителей лишь на время контроля, когда изделие уже установлено на измерительную позицию и все измерительные органы находятся в состоянии покоя.

Такая задача решается установкой прерывателя в цепи контактов. В автоматах прерыватель должен замыкаться с помощью кулачка, находящегося на распределительном валу автомата.

Основные схемы контрольных устройств с силовыми контактами приведены на рис.3. Простейшая схема с силовыми контактами (рис 3,а) основана на том, что в устройстве при контроле бракованного изделия замыкается тот или иной контакт и зажигается лампа соответственно характеру брака. Сигнальные лампы, применяемые в подобных схемах, могут быть как лампами накаливания, так и газоразрядными( например, неоновые лампы типа ПМЗ или ФН2, потребляющие ток 1,0...1,5 mА при напряжении 80...100 V).

В данной схеме при контроле годного изделия обе лампы не горят, что является ее недостатком, так как в случае неисправности схемы или выхода из строя лампы состояние схемы будет таким, как и при контроле годных изделий.

Рис. 3. Схемы с силовыми контактами

В схеме рис. 3,б этот недостаток устранен тем, что при контроле годного изделия обе лампы горят. Лампы окрашены в дополнительные (красный и зеленый) цвета, при смешении которых оператор видит через матовое стекло молочно-белый свет. При выходе размера изделия за допустимые пределы один из контактов размыкается и соответствующая лампа гаснет. Наблюдатель при этом видит свет второй горящей лампы.

При очень большом передаточном отношении измерителей погрешности контроля, вызванные подгоранием контактов, незначительны, что дает возможность применять маломощные лампы накаливания.

На рис. 3,в приведена часто применяющаяся схема с тремя лампами, одна из которых зажигается при контроле годных изделий, другая – при наличии брака по верхнему пределу допуска и третья – в случае брака по нижнему пределу допуска.

Схема представляет собой мост Уитстона, образованный омическими сопротивлениями, в одно из плеч которого через контакты измерителя включены лампы, указывающие наличие брака, а в диагональ включена лампа, зажигающаяся при контроле годных изделий.

Сопротивления, включенные в схему, рассчитываются так, чтобы при замыкании одного из контактов измерителя напряжение на диагонали моста было ниже напряжения зажигания и лампа, включенная в диагональ моста, не горела. При размыкании обоих контактов измерителя (что имеет место при контроле годных изделий) равновесие моста нарушается и лампа в диагонали загорается.

В этой схеме при контроле как годных изделии, так и бракованных горит одна из сигнальных ламп, указывая исправность схемы.

Недостаток схемы рис. 3,в заключается в том, что лампа в диагонали моста при замкнутых контактах измерителя находится под напряжением, близким к напряжению зажигания.

Так как неоновые лампы имеют отклонения в напряжении зажигания то при замене испорченной лампы необходим индивидуальный подбор ламп или сопротивлений схемы.

Схема, приведенная на рис. 3,г дает возможность снизить напряжение на средней лампе при замкнутых контактах измерителя без снижения ее рабочего напряжения, Схема не требует индивидуального подбора ламп и сопротивлений.