Лабораторная работа №3. «Приборы активного контроля для строительных деталей»

1. Приборы прямого измерения (контактные)

Прямым называется измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Примерами прямых измерений являются измерение сопротивления омметром, измерение мощности ваттметром, измерение давления манометром и т.д.

Прямой метод измерения характеризуется непосредственной оценкой значений искомой величины или отклонений от нее по показаниям прибора. Прямой метод измерения более рационален, так как исключает дополнительную погрешность передачи размера от промежуточного звена к размеру обрабатываемой детали.

Одноконтактные измерительные приборы.

Одноконтактные измерительные приборы применяют для активного контроля при плоском и бесцентровом шлифовании деталей, реже – при наружном и внутреннем шлифовании. Одноконтактные измерительные приборы контактируют с измеряемой поверхностью детали в одной точке при измерении внутреннего и наружного диаметров.

Рисунок 1. – Схема активного контроля размеров деталей одноконтактными измерительными приборами

Двухконтактные измерительные приборы.

Двухконтактные измерительные приборы применяют для активного контроля деталей на круглошлифовальных, внутришлифовальных и хонинговальных станках. Эти приборы контактируют с измеряемой поверхностью в двух точках.

Рисунок 2. – Схема активного контроля размеров деталей двухконтактными измерительными приборами

Трехконтактные измерительные приборы.

Трехконтактные измерительные приборы применяют для активного контроля деталей на круглошлифовальных и внутришлифовальных станках. Такие приборы контактируют с измеряемой поверхностью в трех точках.

Рисунок 3. – Схема активного контроля размеров деталей трехконтактными измерительными приборами

Электроконтактные приборы.

Электроконтактный прибор состоит из электроконтактного преобразователя, усилителя командных сигналов, светофорного устройства, блока питания и часто дополняется механическим микрометром со шкалой.

Электроконтактные преобразователи являются простейшей разновидностью преобразователей сопротивления. Обладая дискретной характеристикой, электроконтактные преобразователи весьма подходят для автоматического контроля, который также имеет дискретную характеристику.

Рисунок 4. – Пружинный преобразователь, схемы электроконтактных датчиков.

По назначению электроконтактные преобразователи разде­ляются на однопредельные, двухпредельные и многопредельные в зависимости от количества пар контактов.

С точки зрения передаточного отношения электроконтактные преобразователи можно разделить на безрычажные, у которых передаточное отношение равно (или меньше) единице, и рычажные (рис. 4, б, в) — с передаточным отношением, боль­шим единицы.

Для преобразователей, относящихся к бесшкальным измерительным приборам, величина передаточного отношения не имеет такого решающего значения, как для универсальных (шкальных) приборов. Вместе с тем точность рычаж­ных электроконтактных преобразователей выше точности безрычажных.

На рисунке 4, б изображена кинематическая схема двухпредельного рычажного электроконтактного преобразователя. Обозначим величиной Δ погрешность, которая возникает в контактах преобразователя в результате эрозии, коррозии или механического повреждения. В состав Δ входит также погрешность настройки. Нетрудно заметить, что если погрешность Δ привести к линии измерения, то она будет составлять , где

К_м = - передаточное отношение механической цепи датчика. Таким образом, возникающая в контактах преобразователя погрешность Δ вызывает в Км раз меньшую величину изменения положения измерительного стержня, т. е. в Км раз меньшую погрешность преобразователя.

Примечание. Передаточное отношение — одна из важных характеристик механической передачи вращательного движения, находится как отношение угловой скорости ведущего элемента (ω1) механической передачи к угловой скорости ведомого элемента(ω2) или отношение частоты вращения ведущего элемента (n1) механической передачи к частоте вращения ведомого элемента (n2).

Для уменьшения влияния на точность электроконтактных преобразователей эрозии и коррозии контактов последние обычно включаются в цепь сетки электронной лампы. Однако при достаточно большом передаточном отношении (примерно Км > 25) схема «сеточного контакта» не является обязательной. В этих случаях преобразователь можно включать в электрическую сеть через понижающий трансформатор. Вместе с тем значительное увеличение передаточного отношения Км приводит к повышению инерционности преобразователя и увеличению измерительного усилия.

На рисунке 4, в показана принципиальная схема рычажного преобразователя с пружинной передачей. Основными достоинствами пружинных передач являются высокая чувствительность, надежность в работе и возможность осуществления относительно больших передаточных отношений при небольших габаритных размерах приборов.

Высокая чувствительность приборов с пружинными связями обусловливается отсутствием в цепи передачи внешнего трения и зазоров.

Надежность и стабильность работы пружинных передач объясняется тем, что эти передачи не подвержены «заеданиям» и нечувствительны к засорениям, что обусловлено отсутствием подвижных соединений. Именно вследствие этого пружинные передачи получили такое большое распространение при автоматическом, в частности при активном контроле, когда измерительные приборы работают в наиболее тяжелых условиях.

У пружинного преобразователя имеются неподвижная 1 и подвижная 2 колодки, соединенные между собой двумя плоскими пружинами 3. К колодкам прикреплены две плоские, вертикально расположенные пружины 4, концы которых соединены между собой. В месте соединения этих пружин смонтирован подвижный электрический контакт датчика. Подвижная колодка датчика связана с измерительным стержнем прибора.