Файл: Полубояринов Ю.Г. Основы машиностроительной гидравлики и пневматики учеб. пособие.pdf

Дозвуковая область существует в интервале значений

имеется два основных сопла (или отверстие и сопло, рис. 45): вход­ ное / и измерительное 2. Поэтому теоретически возможны четыре режима работы пневматических устройств (табл. 2).*

тельное и р а т м — атмосферное давление).

Имея это в виду, можно представить указанные в табл. 2 четыре режима работы пневматических устройств в виде графика (рис. 46),

* См. также в § 4 установившееся истечение сжимаемой жидкости (газа) через отверстия в резервуаре.

104

За выходным сечением сопла устанавливается изделие 6 (рис. 47), подлежащее измерению. Зазор между торцом сопла и поверхностью изделия принято называть измерительным зазором. Размер изме­ рительного зазора, как указывалось выше, связан с расходом вы­ ходящего воздуха, величина зазора косвенно фиксируется чувст­ вительным элементом пневматического прибора и сообщается отсчетному устройству.

По типу чувствительного элемента различают два основных типа пневматических приборов:

1. М а и о м е т р и ч е с к и е, у которых чувствительный эле­ мент реагирует на изменение давления воздуха в измерительной камере.

мент реагирует на изменение скорости воздушного потока. Рассмотрим некоторые принципиальные схемы манометрических

и ротаметрических приборов. На рис. 48, а показана схема маномет­ рического прибора непосредственного действия. Поток воздуха от стабилизатора / поступает через входное сопло 2 в измерительную камеру прибора 3. Из камеры воздух направляется в измерительное сопло 5 и через зазор s выходит наружу. Для регистрации измеряе­ мой величины служит манометрический чувствительный элемент 4.

На рис. 48, б приводится схема манометрического прибора диф­ ференциального действия. Согласно этой схеме поток воздуха из стабилизатора направляется через входные сопла / и 2 в две парал­ лельные ветви, одна из которых является линией с выходом на из­ мерительное сопло 4, другая — линией противодавления, по ко­ торой воздух поступает к измерительному соплу 3 с эталонным за­ зором s0 . Величина измеряемого зазора s определяется по разности давлений воздуха в камерах А и В, регистрируемой чувствитель­ ным элементом 5.

106

Разновидностью прибора дифференциального действия является

ную) 5. Сжатый воздух поступает в обе камеры через входные сопла 4. Камера 5 соединена с измерительным соплом 7. В камере проти­ водавления имеется выходное сопло 2, перекрываемое конусной иглой /. Конусная игла закреплена на мембране. Отсчет показаний прибора производится по индикаторному устройству 6. Контактный наконечник устройства перемещается под воздействием мембраны.

При изменении величины зазора s изменяется давление воздуха в камере 5, которое вызывает прогиб мембраны 3 и соответствующее

другим — с измерительной оснасткой 5. При выполнении измере­ ний воздух под рабочим давлением рраб от стабилизатора посту­ пает в ротаметр и, воздействуя на поплавок, приподнимает его вверх; чем больше скорость воздушного потока, тем выше при­ поднят поплавок. Скорость воздушного потока зависит от рас­ хода, величина которого зависит от площади выходного сечения потока за измерительным соплом, т. е. от величины измерительного зазора s. Таким образом, величина зазора определяется высотным положением поплавка, отсчитываемого по шкале 6 прибора.

Преимущества и недостатки пневматических измерительных систем

По сравнению с другими методами измерения линейных разме­ ров (механическим, оптическим, электрическим) к достоинствам пневматического метода можно отнести:

107

1) высокую точность измерения с широким диапазоном регули­ рования передаточного отношения прибора (см. ниже);

2)сравнительную простоту конструкции приборов и несложную эксплуатацию;

3)возможность дистанционных измерений с выносом отсчетной части системы от измерительной оснастки на несколько метров.

Кроме того, применение бесконтактной измерительной оснастки (см. ниже) позволяет контролировать легкодеформируемые изде­ лия, которые можно повредить механическим контактом. При этом срок службы самой оснастки значительно увеличивается. Пневма­ тические измерительные системы удобно применять на автоматизи­ рованных станках.

К недостаткам пневматического метода измерения линейных размеров относятся:

1) нелинейная характеристика приборов и необходимость на­ ладки их по калибрам;

2)значительная инерционность чувствительных элементов, что вызывает увеличение времени срабатывания;

3)необходимость создания потока воздуха с определенным дав­ лением и тщательная подготовка воздуха.

Несмотря на отмеченные недостатки, область применения пневтатических измерительных систем в машиностроении непрерывно расширяется, особенно в области высокоточных измерений, в конмольных автоматах и в устройствах активного контроля.

§13. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Классификация манометрических приборов

Манометрические приборы в зависимости от величины рабочего

билизатору давления, состоящему из комплекта дросселей 3, со­ суда 2 с жидкостью и трубки /. После стабилизатора воздух через входное сопло 4 поступает в камеру давления 5, которая шлангом 6 соединяется с измерительным соплом 7. К камере давления 5 присоединяется трубка жидкостного манометра 8, снабженная от­ счетной шкалой. В процессе измерений величина зазора s опреде­ ляется по высоте столбика жидкости /г. Чем больше зазор s, тем больше и величина /г, а при s = 0 h = 0 (т. е. уровни жидкости в со­ суде стабилизатора и в манометрической трубке одинаковы).

108