Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



Сопротивление нагрузки вместе с сопротивлением линии связи для преобразователей с диапазоном изменения тока = О - 5 мА не должно превьппать 2 кОм, а для гфеобразователей с /н = О 20 мА не должно превышать 1 кОм.

Магнитомодуляционные гфеобразователи используются для построения датчиков давления и разности давлений, аналогичных датчикам с электросиловьп преобразователем.

Основная приведенная погрешность не хревьпиает 0,6; 1,0 или 25 %•

4.3. ИЗМЕРЕНИЕ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

4.3.1. Измерение основных механических величин

Измерение перемещений. Для измерения линейных или угловых перемещений могут использоваться рассмотренные вьппе реостатные, индуктивные, трансформаторные и емкостные преобразователи. Схема индуктивного гфибора для измерения линейных перемещений показана на рис. 4.62 Перемещение стержня 1 передается стальному рьиагу 2, шарниром которого служит плоская пружина 3. Рычаг является якорем дифференциального индуктивного преобразователя 4. Для измерения перемещений корпус датчика закрепляется неподвижно, а стержень 1 приводится в соприкосновение с перемещающейся деталью 5. Стержень 1 оканчивается сферической поверхностью высокой твердости (закаленный шарик) 6. Этот шарик обеспечивает стабильный контакт стержня с деталью. Чтобы контакт не нарушался, стержень гфижимается к детали пружиной 7. Винт 8 служит для регулирования силы прижатия F. При измерении постоянных и медленно изменяющихся перемещений сила должна быть достаточной для преодоления трения.




При измерении быстрых перемещений сила должна быть увеличена. Для того чтобы контакт стержня с деталью не нарушался, сила должна быть такой, чтобы ускорение стержня вызываемое силой ipy-жины, было больше возможного ускорения Яд детали, перемещение которой измеряется:

F/m > йд, (4.164)

где т - масса подвижной части датчика, приведенная к стержню

При присоединении подвижной части датчика к движущейся детали возрастает движущаяся масса и, кроме того, на движущуюся деталь начинает действовать дополнительная сила гфужины 7. Эти факторы могут изменить движение детали и те" самым вызвать погрешность. Для уменьшения влияния датчика на характер движения стержень 1 жестко или шарнирно прикрепляется к рьиагу 2 и детали 5, а пружина 7 исключается. При таком измерении нужна тщательная установка датчика, поскольку малейшие перекосы и несоответствие направления движения детали 5 номинальному направлению движения стержня 1 может привести к большой погреишости и даже поломке датчика. При плохой установке воздействие датчика на характер измеряемого движения возрастает.

Дальнейшее уменьшение влияния на характер движения детали можно получить, если сделать движущуюся деталь частью преобразователя. Например, если деталь стальная, то ее можно использовать в качестве якоря индуктивного преобразователя. Однако при зтом может быть сильно затруднена градуировка и поверка тфибора.

Из рассмотренных вьпие тфеобразователей наименьшее влияние на характер движения детали оказывает емкостный преобразователь.

Датчики, подобные показанному на рис. 4.62, ислользуются для контроля размеров в машиностроении. Известно, что реальные размеры деталей отличаются от номтшальных заданных. Отличие реальных размеров от номинальных и измеряется описываемыми тфиборами. На рис. 4.63 приведен тфимер одного из таких приборов. Датчик 1 смонтирован на стойке 2 и при наладке прибора может по ней перемещаться. Он устанавливается на такой высоте, чтобы нулевой отсчет прибора соответствовал номинальному размеру детали 3. Диапазон измерения таких микрометров обычно не щ)евьш1ает 1 мм.

Измерение толщины. Для измерения толщины деталей, имеющих небольшие габариты, могут применяться микрометры, схематически показанные на рис. 4.63. При больших габаритах деталей используются другие методы и приборы, тфичем часто входной величиной является некоторая физическая величина, функционально связанная с толщиной. Эта функция огределяется не только толщиной, но и свойствами материала, из которого изготовлена деталь.

Для измерения толщины немагнитных покрытий на ферромагнитного материале могут использоваться индуктивные или трансформатор-204




Рис. 4.63

ные преобразователи. Они состоят из катушек, расположенных на разомкнутых П- или Ш-образных ферромагнитных сердечкшсах. Полюса сердечника прижимаются к покрытию, толщина которого измеряется. Изменение толщины приводит к изменению магнитного сопротивления преобразователя и его индуктивности или взаимоииадктивности. Прибор типа МТ-ЗОН, реализующий зтот пршпдип измерения, имеет диапазон измерения толщины покрытия О- 1000 мкм, его основная погрешность не превышает ±5%.

Аналогичным методом можно измерять и толщину стального листа. При этом полюса сердечников должны накладываться на лист по возможности без зазоров. Для уменьшения погрешности применяют диф-ффенциальные схемы, как показано на рис. 4.64. Полюса одного трансформаторного преобразователя прижимают к стальному листу, толщина которого б измеряется, полюса другого - к образцовому, имеющему номинальную толщину бо. При таком включении измеряется отклонение толщины листа от номинального размера.

Для измерения толщины диэлектрической ленты может быть использован емкостный датчик, схематически показанный на рис. 4.65. Он представляет собой плоский конденсатор, между неподвижными обкладками 1 которого с помощью роликов 2 протягивается диэлектрическая, например резтшовая, лента 3. Преобразователь эквивалентен двум последовательно включенным конденсаторам. У одного из них Сд, пространство между обкладками заполнено диэлектриком с диэлектрической проницаемостью вге, расстояние между ними равно толщине ленты 6д. Другой конденсатор - воздушный, и рас-





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 [66] 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114


0.0096