48. Пневматические измерительные преобразователи манометрического типа.

Пневматические измерительные преобразователи преобразуют отклонение информативного параметра в отклонение того или иного параметра пневматической измерительной цепи и далее в дискретное изменение выходного электрического сигнала. Принципиальная схема пневматической измерительной цепи выглядит следующим образом.

Сжатый очищенный воздух под постоянным давление поступает в измерит камеру 2 через сопло 1 и через выходное измерит сопло 4 и измерительный зазор S между его торцем и поверхностью контролируемой детали 5 выходит в атмосферу. В измерительной камере 2 образ измерительное давление h, которое контролируется прибором 3. Очевидно, что чем меньше зазор Ы (больше деталь) , тем меньше расход воздуха протек через камеру и больше давление h и наоборот.

Таким образом оказывается что, как давление h, так и расход воздуха, протекающего через измерительную камеру являются определенными функциями контролируемого размера, при том функциями находящимися в обратно пропорциональной зависимости. Для определения размера детали пневматическим способом необходимо и достаточно измерения лишь одного из двух основных параметров пневматической измерительной цепи. Либо измерительного давления h либо расхода воздуха. Соответственно различают 2 основных типа пневматических измерительных преобразователей:

• Преобразователи давления (манометрические преобразователи)

• Преобразователи расхода (ротометрические преобразователи)

Особую группу составляют так называемые пневмоаккустические измерительные преобразователи, в которых изменение контролируемого информативного параметра приводит к изменению расхода воздуха в измерительной цепи и генерированию звуковых колебаний. Частота этих колебаний оказывается пропорциональной отклонению контролируемого размера. Наибольшее распространение в системах автоматического контроля размеров нашли преобразователи манометрического типа. Рассмотрим их более подробно.

Измерительное давление h является функцией зазора S h=f(S) только в том случае, когда он находится во вполне определенных пределах. Действительно, если зазор S слишком велик (деталь на измерительной позиции отсутствует), то давление в измерительной камере 2 (рис. прошлый раз) Целиком и полностью определяется площадью измерительного сопла 4 . Если сопло перекрыто (S=0), то давление h будет равно входному давлению H. Если зазор достаточно мал, но не равен 0, давление h зависит от сопротивления, которое встречает воздушная струя при выходе в атмосферу через кольцевой зазор, который обычно представляют в виде боковой поверхности цилиндра, диаметром и высотой S.

Критическим, очевидно, является случай, когда сопротивление, которое встречает воздушная струя при выходе из измерительного сопла, равно сопротивлению, встречаемому ею при выходе из вышеупомянутого кольцевого зазора, т.е. когда площадь измерительного сопла равна площади кольцевого зазора:

Отсюда выведем S и получим так называемый предел измерения зазоров:

Рис. Характеристика с учетом нелинейности характеристики преобразования

Недостаток: незащищенность измерительного сопла от загрязнения

Достоинства: контроль прерывистых поверхностей, контроль жестких поверхностей.

Сопло выносят из зоны обработки, применяя промежуточные контактные элементы. Тогда с заготовкой контактируют измерительный наконечник, а заслонка выносится из зоны обработки.

Выбирая форму заслонки, мы можем увеличить линейный участок (справа у рисунка). Кроме того используется и сферическая форма наконечника. Т.е. используют промежуточные звенья между соплом и деталью.

Наиболее распространенными пневматическими измерительными преобразователями манометрического типа являются дифференциальные сильфонные измерительные преобразователи модели 235 и 236, а так же самобалансирующиеся измерительные преобразователи.