Измерительные преобразователи
Измерительные преобразователи предназначены для преобразования
измеряемого параметра (входной величины) в сигнал, удобный для дальнейшего преобразования или наблюдения.
Преобразователи (датчики), как правило, осуществляют измерения очень
малых перемещений и являются первичными преобразователями измеряемой величины, а поэтому к ним предъявляется целый ряд требований, главные из которых:
1. высокая точность и чувствительность измерения, причем высокая
точность измерения должна быть экономически оправдана;
2. долговечность и надежность в работе;
3. небольшие размеры и масса;
4. малое измерительное усилие и его постоянство в пределах рабочего
хода измерительного наконечника;
5. высокая собственная частота подвижной системы (при измерениях в
динамическом режиме);
6. достаточно большие пределы измерений;
7. малая чувствительность к вибрациям и ускорениям;
8. автоматический и достаточно мощный выходной сигнал.
Погрешность датчика при длительной работе не должна превышать
10 - 20 % от заданного допуска или, в крайнем случае, не должна быть больше величины сужения допуска, вызванного применением калибров. Настройка датчика должна действовать, по крайней мере, в течение односменной работы контрольного устройства. Датчик должен иметь небольшое измерительное усилие, особенно в случае контроля малых деталей или тонких стенок. Допустимую величину измерительного усилия можно определить по следующей формуле Берца для сопряжения цилиндра с плоскостью:
где Ртах - максимально допускаемая величина измерительного усилия, H;
R - радиус контролируемой детали, м;
l - длина соприкосновения детали с поверхностью наконечника, м;
[σсж] - допускаемое напряжение сжатия материала детали, МПа;
Е1, Е2 - модули упругости соответственно детали и измерительного наконечника, МПа.
Датчик должен иметь небольшие размеры, в случае, когда он
располагается близко к рабочей зоне станка, а массу минимальную, если датчик встраивается в быстровращающиеся части станка, поскольку в противном случае инерционные усилия будут деформировать различные детали датчика и тем самым увеличивать погрешность измерения.
Пределы измерений должны позволять фиксировать наиболее возможные
отклонения размеров и формы контролируемых деталей.
Свободный ход измерительного наконечника должен быть больше
рабочего перемещения на 0,5 - 5 мм. Для беспрепятственного съема и установки детали общий ход наконечника должен быть не менее 1 мм.
При наладке ПАК возникает необходимость визуального отсчета.
Поэтому датчик, как правило, снабжается кроме преобразующего элемента еще и стрелкой со шкалой или другим типом указателя. Шкала должна быть расположена удобно для наблюдения. В тех случаях, когда датчик предназначен для работы в условиях динамических режимов, конец его стрелки-указателя связывают с демпфирующим механизмом, обычно воздушного или жидкого типа, чтобы не происходила ее вибрация. [1]