Измерение размеров деталей с помощью цифровой растровой измерительной системы

Цифровые растровые измерительные системы, имеющие сравнительно большие диапазоны измерений и устройство для установки нулевого показания в любой точке диапазона измерения, в основном предназначены для измерения линейных размеров методом непосредственной оценки в производственных и лабораторных условиях.

Преобразование сигнала в растровых системах основано на взаимодействии двух линейных шкал с параллельными штрихами на расположенных рядом друг с другом параллельных стеклянных пластинках: неподвижной, соединенной с корпусом преобразователя, и подвижной, соединенной с его измерительным стержнем. При перемещении подвижной шкалы ее темные полосы постоянно перекрывают светлые полосы неподвижной шкалы, и луч света, проходящий сквозь шкалы, модулируется, и это фиксируется фотоэлектрическим датчиком. Количество шагов фиксируется электронным блоком. Если шаг рамок шкал равен 0,004 мм, сдвигом шкал по ходу на четверть шага можно достичь дискретности отсчета 0,001 мм. Электронный блок может представлять собой отдельную коробку, связанную с датчиком проводами, в этом случае датчик имеет плоскую (12 мм толщиной) прямоугольную коробку; или датчик содержит миниатюрный электронный блок с жидкокристаллической индикацией внутри, тогда он имеет большие габариты, но не имеет отдельного электронного блока и проводов.

Растровые измерительные преобразователи, как и другие измерительные головки, предназначены для применения в сочетании с базирующими и установочными приспособлениями. Они оснащены присоединительными втулками 8h7, поэтому их в основном целесообразно применять со стандартными стойками и штативами имеющими, присоединительные гнезда с отверстием 8Н8.

Основным преимуществом растровых преобразователей, помимо большого диапазона измерений, является то, что на выходе преобразователя мы имеем цифровой сигнал. Этот сигнал может быть воспринят ЭВМ или другой измерительной или управляющей системой, имеющей цифровой вход. Поэтому растровые преобразователи часто используют в системах активного контроля размеров и в измерительных автоматах.

В связи с неудобством поиска экстремального значения с помощью цифрового табло применение цифровых растровых измерительных систем со штатными сферическими наконечниками целесообразно лишь для измерения размеров плоских деталей, например ширины шпонок, высоты дисков и т. д.

В нашей стране растровые измерительные преобразователи изготавливаются на заводе “Измерон” (Санкт-Петербург), их выпускают также ряд зарубежных фирм, в частности: Mitutoyo (Япония), Brown & Sharp (США), Mahr (ФРГ) и др. Некоторые метрологические характеристики ряда измерительных головок с присоединительными втулками 8h7 приведены в табл. 7.1, а цифровых головок – в табл. 7.2.

Рис. 7.1. Растровый фотоэлектрический преобразователь

Установка для измерения наружных размеров деталей методом непосредственной оценки состоит из трех основных узлов (рис. 7.1):

– стойки C-III с основанием 1, колонкой 2, кронштейном 3, столом 8, маховиком микроподачи 10 и стопорными винтами 4 и 9;

– растрового преобразователя 5;

– электронного блока с цифровым отсчетным устройством 12, органами управления и контроля 11, 13 и 14.

Т а б л и ц а 7.1