Лекция 13
Выбор средств измерений геометрических параметров деталей.
Рабочие средства измерений. Измерения весовых величин. Весоизмерительные и весодозирующие устройства. Гиря. Гири общего назначения. Гири специального назначения. Измерение геометрических величин. Концевые плоскопараллельные меры длины. Измерительные линейки. Штангенинструмент. Угломеры. Микрометрические инструменты
СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ
Приборы для измерения массы называют весами. При каждом взвешивании выполняют хотя бы одну из четырёх основных операций
1. определение неизвестной массы тела («взвешивание»),
2. отмеривание определённого количества массы («отвешивание»),
3. определение класса, к которому относится подлежащее взвешиванию тело («тари-
ровочное взвешивание» или «сортировка»),
4. взвешивание непрерывно протекающего материального потока.
Измерение массы основано на использовании закона всемирного тяготения, согласно которому гравитационное поле Земли притягивает массу с силой, пропорциональной этой массе. Силу притяжения сравнивают с известной по величине силой, создаваемой различными способами:
1) для уравновешивания используется груз известной массы;
2) уравновешивающее усилие возникает при деформации упругого элемента;
3) уравновешивающее усилие создаётся пневматическим устройством;
4) уравновешивающее усилие создаётся гидравлическим устройством;
5) уравновешивающее усилие создаётся электродинамически при помощи соленоидной обмотки, находящейся в постоянном магнитном поле;
6) уравновешивающее усилие создаётся при погружении тела в жидкость.
Первый способ является классическим. Мерой во втором способе является величина деформации; в третьем – давление воздуха; в четвёртом – давление жидкости; в пятом – ток, протекающий по обмотке; в шестом – глубина погружения и подъёмная сила.
Классификация весов
Механические.
Электромеханические.
Оптикомеханические.
Радиоизотопные.
Рычажные торговые весы
Торговые механические весы РН-3Ц13УМ
Механические весы основаны на принципе сравнения масс при помощи рычагов, пружин, поршней и чашек весов
В электромеханических весах усилие, развиваемое взвешиваемой массой, измеряется через деформацию упругого элемента с помощью тензорезисторных, индуктивных, ёмкостных и виброчастотных преобразователей.
Современный этап развития лабораторных весов, отличающихся сравнительно небольшим быстродействием и значительной восприимчивостью к внешним воздействиям, характеризуется возрастающим применением в них для создания уравновешивающей силы (момента) электрических силовозбудителей с электронной системой автоматического регулирования (САР), обеспечивающей возвращение измерительной части весов в исходное положение равновесия. САР электронных лаб. весы (рис. 4) включает датчик, например, в виде дифференциального трансформатора; сердечник его закреплен на измерительной части и перемещается в смонтированной на основании весы катушке с двумя обмотками, выходное напряжение которых подается в электронный блок. Применяют также датчики в виде электронно-оптического устройства с зеркалом на измерительной части, направляющим луч света на дифференциальный фотоэлемент, подсоединенный к электронному блоку. При отклонении измерительной части весы от исходного положения равновесия взаимное положение элементов датчика изменяется, и на выходе электронного блока появляется сигнал, содержащий информацию о направлении и величине отклонения. Этот сигнал усиливается и преобразуется электронным блоком в ток, который подается в катушку силовозбудителя, закрепленную на основании весы и взаимодействии с постоянным магнитом на их измерительной части. Последняя благодаря возникающей противодействующей силе возвращается в исходное положение. Ток в катушке силовозбудителя измеряется цифровым микроамперметром, проградуированным в единицах массы. В электронных весах с верхним расположением грузоприемной чашки используется аналогичная схема автоматического уравновешивания, но постоянный магнит силовозбудителя смонтирован на стержне, несущем чашку (электронно-безрычажные весы) или связан с этим стержнем рычагом (электронно-рычажные весы).
Принципиальная схема электронных лаб. весов: 1 -датчик; 2-сердечник; 3, 5-соотвесы катушки датчика и силовозбудителя; 4-силовозбудитель; 6-постоянный магнит; 7-стержень; 8-грузоприемная чашка; 9-электронный блок; 10-источник питания; 11-цифровое отсчетное устройство.
Виброчастотный (струнный). Его действие основано на изменении частоты натянутой металлической струны, установленной на упругом элементе, в зависимости от величины силы, приложенной к нему. Влияние внешних факторов (влажность, температура, атмосферное давление, вибрации), а также сложность изготовления привели к тому, что данный тип датчиков не нашел широкого применения.
Виброчастотный датчик электронных весов фирмы «ТВЕС» На основании 1 крепится упругий элемент 2, в отверстии которого находится струна 3, выполненная заодно с ним. По обе стороны от струны находятся катушки электромагнита 4 и преобразователя перемещений 5 индуктивного типа. К верхней поверхности упругого элемента крепится жёсткая пластина 6 с опорами 7, на которые помещается основание грузоприёмной платформы. Для ограничения деформации упругого элемента имеется предохранительный стержень 8.