Тема 5. Принципы построения приборов, используемых в средствах активного контроля
5.1. Механические приборы
В приборах активного контроля в качестве указывающих устройств применяют малогабаритные микромеры — отсчетные головки следующих основных типов: зубчатые (индикаторы часового типа); рычажно-зубчатые; пружинные.
И ндикаторы часового типа
Увеличение линейных измеряемых перемещений от измерительного стержня к стрелке определяется передаточным отношением зубчатой передачи (рис. 1). Колесо Z4, находясь под действием волоска 4, заставляет всю передачу работать по одной стороне профиля зуба, вследствие чего устраняется мертвый ход.
Рис. 1. Принципиальная схема индикатора часового типа:
1 — измерительный стержень с зубчатой рейкой; 2— основная стрелка;
3 — стрелка счетчика оборотов основной стрелки; 4 — пружинный волосок, устраняющий мертвый ход в зубчатой передаче; 5 — пружина, создающая измерительное усилие.
Рычажно-зубчатые микромеры
Передаточный механизм микромера обычно начинается однорычажной или двухрычажной передачей и заканчивается зубчатым механизмом. Постановка в начале кинематической цепи простого типа рычажного механизма вместо 1 индикаторах часового типа, обеспечила высокую точность рычажно-зубчатых микромеров.
Пружинные микромеры
Наиболее важным преимуществом пружинных микромеров является отсутствие контактных пар внешнего трения, благодаря чему приборы могут длительное время работать без снижения точности. Вариация показаний и погрешность обратного хода практически отсутствуют. Их применяют в стендах и установках для проверки и наладки средств активного контроля. В микромерах — микрокаторах (рис. 2) в качестве чувствительного элемента используется ленточная пружина из фосфористой бронзы шириной 0,1 — 0,2 и толщиной 0,008 — 0,015 мм. Одна половина ленты скручена вправо, а другая — влево. В случае приложения к концам ленты растягивающих усилий она раскручивается, поворачивая прикрепленный к ней указатель.
Малогабаритный микромер с аналогичным пружинным механизмом называют микатором, а микромер, у которого стрелка заменена зеркалом и соответствующим осветителем, называют оптикатором (рис. 3).
Оптикатор, дополненный светочувствительными элементами, называется позиционным фотоэлектрическим датчиком. Световой луч, отраженный
(отсутствует стр 21-22 конспекта)
Пневматические преобразователи
Предназначенный для бесконтактного измерения детали пневматический преобразователь (рис. 1, а) представляет собой измерительное цилиндрическое сопло 1, в котором, роль заслонки выполняет контролируемая деталь 2. Расход воздуха о данном случае будет определяться площадью f2 кольцевого зазора Z,
образованного торцом измерительного сопла с диаметром проходного сечения d2 и поверхностью контролируемой детали.
Преобразователи с цилиндрическим соплом и плоской заслонкой могут быть выполнены и для контактных измерений (рис. 1,6). Из-за простоты изготовления эти преобразователи очень широко применяй и в пневматических приборах.
В тех. случаях, когда требуются бесконтактные измерения деталей, имеющих малые размеры в одном направлении, применяют не цилиндрические, а щелевые сопла. Проходное сечение у них выполнено в виде прямоугольника, одна из сторон которого в 6 — 10 раз больше другой.
С целью увеличения диапазона измерения используют преобразователи с заслонкой в виде конуса (рис. 1,6), параболоида вращения (рис.. 1,г), шара (рис. 1,д) и др.
Пневматические преобразватели просты в эксплуатации, требуют менее квалифицированного обслуживания, чем другие приборы (индуктивные, емкостные, радиоизотопные).
Пневматические приборы обладают значительной инерционностью, снижающей их производительность. Однако при построении средств активного контроля нечувствительность к вибрациям является положительным качеством прибора.