Метрология в машиностроении

В электроконтактном двухпредельном датчике с рычажным механизмом в бронзовых направляющих втулках (рис.а) 3 перемещается шток 2, на который навернут измерительный наконечник 1. Хомутик 5 с регулируемым пазом ходит вдоль штифта 4 и предохраняет шток от поворота. На штоке закреплен хомутик 7 с твердосплавной пяткой 8. Измерительное усилие создается пружиной 6. В корпусе крепится измерительная головка 9 типа 1МИГ или 1ИГ, которая используется при установке датчика на нуль. На корпусе также закреплены пружинный крест 14 и винты 12 с микрометрическими головками 13. На кресте 14 установлен рычаг 15 с подвижными вольфрамовыми контактами 11, а в винтах 12 запрессованы неподвижные контакты 16. Через твердосплавную пятку 8, которая упирается в корундовый штифт 10, запрессованный в рычаг 15, шток при перемещении вызывает угловое отклонение рычага 15 и замыкание или размыкание контактов, которые соединены с источником электрического тока и усилителем электрического импульса.

Для установки датчика (рис.б) на нуль наконечник 1 помещают на меру или образцовое изделие. Микрогайкой 2 перемещают шток 3, который упирается в торец измерительной головки 5, закрепленной в отверстии корпуса 4, имеющего форму скобы. Для настройки контактов датчика на предельные размеры изделия используют микрометры б, регулирующие расстояние между неподвижными контактами.

При замыкании контактов  датчика в процессе измерений электрический сигнал поступает к исполнительному механизму.

Для усиления, запоминания  и размножения сигналов от предельных и амплитудных датчиков применяются  электронные усилители реле, которые  включают исполнительный   механизм,   например   световую   или   звуковую сигнализацию.

Индуктивные

Принцип действия индуктивных датчиков заключается в изменении индуктивного сопротивления катушки, намотанной на магнитопровод , при перемещении якоря , который связан с измерительным стержнем . В большинстве случаев детали преобразователя расположены в корпусе , который защищает от внешних помех. Датчики для измерений дифференциальным методом имеют две катушки: при увеличении индуктивности одной катушки индуктивность второй катушки уменьшается, что повышает чувствительность прибора. Датчики работают совместно с электронным блоком с отсчетным устройством. При индуктивном методе измерений отклонения якоря приводят к разбалансу электрического моста, образованного катушками, получающего питание от стабилизированного генератора звуковой частоты. В результате в диагонали моста возникает ток, направление которого определяется направлением перемещения измерительного стержня из среднего положения. Отсчетный прибор показывает значение отклонений размера.

Емкостные

В емкостных датчиках линейные или угловые перемещения преобразуются в изменения емкости электрической цепи: датчик является электрическим конденсатором с переменной емкостью. Изменение емкости может происходить за счет изменения зазора между неподвижной обкладкой и подвижной обкладкой , связанной с измерительным стержнем , или за счет изменения площади перекрытия обкладок. Датчики могут иметь плоские и цилиндрические поверхности обкладок.

Фотоэлектрические

В фотоэлектрических датчиках в качестве чувствительных органов используются фотоэлементы. Конструкции этих датчиков разнообразны. Практическое применение в средствах автоматического контроля получили преобразователи, фиксирующие наличие или отсутствие светового излучения, т. е. фотореле.

КООРДИНАТНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ   ПРИБОРЫ   И   МАШИНЫ

Для контроля изделий сложной конфигурации с большим числом измеряемых размеров применяются координатно-измерительные приборы и машины с ручным управлением и автоматической обработкой результатов измерений, а также с полностью автоматизированным процессом измерений. Универсальные координатно-измерительные приборы УИМ-29 и ДИП, созданные на базе универсальных микроскопов, имеют ручное управление и выполняют плоские измерения по двум координатам, а результаты измерений фиксируются цифропечатающим прибором.

Координатно-измерительная  машина работает в автоматическом режиме и обеспечивает пространственное движение щупа с датчиками по трем осям координат X, Y и Z . На массивном основании / расположен измерительный стол 2, вдоль которого по направляющей 12 перемещается арка 10. Вдоль перекладины 5 арки движется каретка 8 с пинолью 7, в которой устанавливается измерительный преобразователь 4 с многоточечным щупом 3 в большинстве случаев используются индуктивные преобразователи. Результат измерений складывается из значений перемещений арки, каретки и пиноли, а также из отклонений шупа от нулевого положения по соответствующей координате. Значения измеряемого размера фиксируются по каждой координате на цифровом табло //, а также на цифропечатающем устройстве 15. Схема перемещений каретки задается через программирующее устройство 14. Настройку КИМ выполняют вручную с помощью микрометрических винтов 6, 9 и 13, перемещающих пиноль, каретку и стол вдоль координатных осей X, Y. Z. Некоторые модели КИМ обеспечивают измерения в шести координатах: например, измеряются перемещения датчика вдоль осей X, Y и Z, а также поворот датчика вокруг горизонтальных осей X и Y и поворот детали вокруг вертикальной оси Z.

Прогресс в автоматизации  производства в настоящее время  неразрывно связан с внедрением микроэлектроники. К достижениям микроэлектроники относится создание управляющих и вычислительных микропроцессоров, которые имеют миниатюрные размеры, высокую надежность и незначительный расход энергии. Это позволяет внедрять их на всех стадиях производственного процесса.

Одним из основных направлений  применения средств вычислительной техники в производстве является создание автоматической системы управления технологическими процессами (АСУ ТП). В машиностроении основной областью применения микропроцессоров и микро-ЭВМ являются станки с числовым программным управлением (ЧПУ), робототехника и измерительная техника, где в настоящее время ведутся работы по замене электронных приборов микропроцессорами. Например, ЭВМ применяются в КИМ для проведения измерений в соответствии с заданной программой, для обработки результатов измерений и выработки измерительной информации. Цифровая индикация результатов измерений повышает точность и производительность измерений и облегчает труд контролера.