8.2.3. Методика выбора параметров пневматической измерительной системы и расчёта амплитудно-частотной характеристики

1. Исходные данные.

Исходными данными являются допуск Т на контролируемый параметр и производительность контроля

, (8.2)

где t_u – время измерения.

2. Расчёт погрешности измерения.

Допускаемая величина погрешности измерения ∆_р рассчитывается исходя из допуска Т на контролируемый параметр.

(8.3)

Динамическая погрешность измерения является составляющей суммарной погрешности измерения, предельное допускаемое её значение ∆_др может быть выражено в долях от допускаемой погрешности ∆_р

∆_др=(0,2…0,3) ∆_р. (8.4)

3. Выбор параметров пневмосистемы.

Измерительное сопло выбирается диаметром d₂ = 2 мм, он является наиболее применяемым вследствие лучшей техничности с точки зрения трудоёмкости и точности изготовления и обеспечивает малые габаритные размеры измерительной оснастки.

Рабочее давление воздуха Н = 0,1…0,2 МПа обеспечивается серийно выпускаемыми стабилизаторами при работе от сети сжатого воздуха с давлением 0,4…0,6 МПа.

Диаметр входного сопла d₁ пневмосистемы должен удовлетворять двум условиям:

- весь предел измерения П_Z должен располагаться в области прямолинейного участка характеристики h = f(z);

- время срабатывания пневмосистемы, а также её амплитудно-частотная характеристика должны обеспечивать заданную производительность измерения.

Величина требуемого прямолинейного участка П_Z статической характеристики h = f(z) вычисляется по формуле

П_Z = z_max — z_min = ∆z. (8.5)

По рассчитанной величине П_{Z расч} из таблицы 8.2 выбираются варианты значений параметров d₁, Н и К_Z, удовлетворяющих условию П_{Z табл} ≥ П_{Z расч}.

Таблица 8.2 – Параметры пневмосистемы
Диаметр измерительного сопла d2, мм	Диаметр входного сопла d1, мм	Параметры
		Рабочее давление Н, МПа	Прямолинейный участок характеристики ∆z, мм	Измерительный зазор в середине прямолинейного участка zср, мм	Пневматическое передаточное отношение КZ, 105Па/мм
2,0	0,6	0,05	0,020	0,040	8,2
		0,1	0,024	0,042	13,9
		0,15	0,040	0,050	19,9
		0,2	0,044	0,052	21,0
	0,7	0,05	0,024	0,042	6,6
		0,1	0,044	0,052	10,1
		0,15	0,046	0,067	12,1
		0,2	0,050	0,070	15,1
	0,8	0,05	0,040	0,050	4,3
		0,1	0,046	0,073	7,0
		0,15	0,050	0,095	9,5
		0,2	0,060	0,090	11,6
	1,0	0,05	0,080	0,090	2,2
		0,1	0,080	0,120	4,3
		0,15	0,090	0,145	5,9
		0,2	0,100	0,150	7,4
	1,2	0,05	0,080	0,120	1,5
		0,10	0,104	0,162	2,6
		0,15	0,110	0,215	3,8
		0,2	0,120	0,230	4,7
	1,5	0,05	0,100	0,215	0,7
		0,1	0,110	0,220	1,4
		0,15	0,130	0,245	2,0
		0,2	0,170	0,275	2,6

4. Расчёт объёма измерительной камеры.

Объём измерительной камеры V равен:

V = V_C + V_Ш, 8.(5)

где V_C = 21∙10^-6 м³ – объём измерительной камеры сильфонного преобразователя; – объём внутренних каналов соединительных шлангов; d_Ш = 4,0…4,5 мм – внутренний диаметр соединительного шланга; l_Ш = 0,8…1,0 м – длина соединительных шлангов.

5. Расчёт амплитудно-частотной характеристики.

Число периодов в минуту n синусоидально изменяющегося размера детали в поперечном сечении определяется скоростью вращения детали n_д и числом измерительных сопел k, параллельно включённых в измерительную ветвь. При измерении овальности одним измерительным соплом (рисунок 8.3,а) k = 1; двумя соплами – k = 2 (рисунок 8.3,б); при измерении огранки тремя соплами – k = 3 (рисунок 8.3,в).

Рисунок 8.3 – Схемы измерения отклонения формы

Тогда скорость вращения детали n_д (об/мин) равна

, (8.7)

где t_u – время измерения, с.

Число периодов в минуту n изменяющегося размера

. (8.8)

Амплитудно-частотная характеристика рассчитывается согласно выражения 8.1 для выбранных по таблице 8.2 параметров d_1i и Н_i (раздел 8.2.3), которые определяют значение коэффициента а₁₀₀ (таблица 8.1).

6. Определение амплитудных параметров пневмосистемы и динамической погрешности измерения

Оптимизация параметров пневмосистемы осуществляется на основе рекомендаций раздела 7.2.2 путём нахождения максимального значения произведения .

Динамическая погрешность пневмосистемы рассчитывается по формуле

, (8.9)

где – значение амплитудно-частотной характеристики, соответствующее ; ; – погрешность формы детали в поперечном сечении; ∆_др – допускаемая динамическая погрешность измерения.