Рисунок 35.Электроконтактный датчик.
Электрические измерительные приборы служат для измерения наружных и внутренних размеров и применяются в виде настольных одномерных приборов, а также в качестве измерительных элементов (датчиков) в многомерных контрольных приспособлениях и контрольно-сортировочных автоматах. По принципу действия электрические приборы разделяются на электроконтактные, электроиндуктивные, электроемкостные, фотоэлектрические. Преимущественное распространение имеют электроконтактные датчики.
Принцип действия их заключается в использовании перемещений измерительного щупа, опирающегося на поверхность контролируемой детали, для замыкания контактов электрической цепи, в которую включены сигнальные лампочки.
Один из наиболее надежных, долговечных и простых датчиков выпускался заводом «Калибр» (рисунок 35). В головке датчика в двух направляющих втулках перемещается составной измерительный стержень 7. Он воздействует на промежуточный контактный рычаг 2, который прикреплен к корпусу посредством двух плоских перекрещивающихся пружин 3, заменяющих ось качания рычага. Регулируемые контакты 4 установлены в корпусе на плоских пружинах. Положения контактов регулируются установочными винтами 5 через промежуточные рычажки 6. Эти винты оснащены барабанами со шкалой для точной настройки и находятся под постоянным воздействием пружин 7, назначение которых — компенсировать зазор в резьбе и обеспечивать тугую посадку независимо от износа резьбы. Измерительное усилие создается пружиной 8.
Рисунок 36. Электроконтактный датчик «Мегаз»
На рисунке 36 показан электроконтактный датчик «Мегаз» с пружинным механизмом передачи движения от измерительного стержня к замыкающим контактам. Большое передаточное отношение механизма, равное 50, облегчает настройку датчика и существенно снижает погрешности контроля, вызываемые электрическим и механическим износом контактов. Недостаток — значительное измерительное усилие (до 1 кГ), обусловленное конструкцией датчика.
Недостаток электроконтактных датчиков: в процессе контроля при размыкании контактов между ними возникает дуговой разряд, что лишает прибор стабильности и снижает точность показаний. С целью устранения или ослабления этого недостатка электроконтактные приборы изготовляют с дополнительными устройствами, понижающими мощность рабочего тока-: сигнальная схема с неоновыми лампами и сопротивлениями, электромагнитным реле или электронным реле. Применение рычажной системы с передаточным отношением К от 50 до 100 снижает влияние искрения, поскольку дуга гаснет при незначительном перемещении измерительного наконечника.
Электроиндуктивные приборы
Электроиндуктивные приборы основаны на применении электрических устройств, служащих для преобразования перемещений измерительного стержня в изменения напряжения; электроизмерительный прибор градуируется в линейных величинах перемещения измерительного стержня. Такие приборы характеризуются высокой чувствительностью.
Рисунок 37. Индуктивный датчик НИЭЛ.
На рисунке 37 показан индуктивный датчик НИЭЛ. Перемещения измерительного стержня 1 вызывают большие или меньшие отклонения железногорычага2, конец которого находится в воздушном зазоре между реактивными катушками 3 и 4. Изменение воздушного зазора в магнитной цепи катушек меняет их коэффициенты самоиндукции.
Датчики НИЭЛ снабжены устройством для регулировки воздушного зазора и обладают свободным ходом измерительного стержня. Электроиндуктивные датчики чаще всего используются как универсальные приборы в сочетании со стойкой (индуктивные микрометры). Погрешность измерения рычажных индуктивных приборов обычно составляет 1% предела измерения по шкале.
Приборостроителями созданы также конструкции контактноиндуктивных приборов, сочетающих в себе электроконтактный и электроиндуктивный принципы преобразования измерительного импульса. Контактноиндуктивные датчики имеют ряд эксплуатационных преимуществ, особенно проявляющихся при автоматическом контроле.
Электроемкостные приборы
Электроемкостные приборы основаны на применении конденсатора, одна пластина или одна группа пластин которого закреплена неподвижно, а другая перемещается под действием измерительного стержня.
С изменением размера детали изменяется емкость конденсатора, включенного в колебательный контур схемы, что влечет за собой изменение силы тока или напряжения, которое отсчитывается по шкале гальванометра. Шкала, как правило, градуируется в линейных величинах. Основные характеристики измерительных средств общего назначения приведены в таблице 6.
