Файл: Шульц, Е. Ф. Индуктивные приборы контроля размеров в машиностроении.pdf

фовкн, определим необходимую величину постоянной времени разряда конденсатора памяти СЗ, обеспечиваю­ щей точный контроль напряжения на выходе фазочув­ ствительного выпрямителя. Для примера рассмотрим случай, когда припуск величиной 0,5 мм снимается при подаче 2 мм/с. Время, за которое он будет снят, составит t = 0,25 с. Напряжение на выходе выпрямителя по мере снятия припуска спадет по линейному закону, а на кон­ денсаторе СЗ по экспоненциальному. Чтобы эти напря­ жения в любой момент отличались не более чем на 5%, постоянная времени цепи разряда С должна составлять

ной величине С определим сопротивление цепи разряда:

т р о л е ш л и ц е в о г о в а л а с ч и сл о м з у б ь е в 24 (ш и р и н а з у б а 3 м м , ш и р и н а к а н а вк и 5 м м ). Д л я о п т и м а л ь н о г о р е ж и м а ш л и ф ов к и л и н ей н а я с к о ­ р о с т ь л ю б о й точ к и о б р а б а т ы в а е м о й п о в е р х н о ст и в р а щ а ю щ е й с я д ета л и

д о л ж н а н а х о д и т ь с я в п р е д е л а х v = 20 Ч- 25 м /м и н . О п р е д е л и м в р е м я п р о х о ж д е н и я з у б а и к а н а в к и о к о л о и зм е р и т е л ь н о г о б а ш м а к а д а тч и к а . П р и v = 24 м /м и н

101

ГЛАВА VI

ПРИБОРЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ И СОРТИРОВКИ ПРЕЦИЗИОННЫХ ДЕТАЛЕЙ

1. СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ИНДУКТИВНЫХ ДАТЧИКОВ ДЛЯ ТОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

В предыдущих главах были описаны приборы актив­ ного контроля для различных финишных операций, статическая точность которых составляет единицы ми­ крометра. Однако в ряде отраслей промышленности и в лабораторной практике необходимы измерительные средства более высокой точности. Например, для селек­ тивной сборки прецизионных подшипников или преци­ зионных пар деталей топливной аппаратуры погреш­ ность измерения при сортировке на группы не должна превышать десятых долей микрометра. В силу повышен­ ных требований приборы для прецизионных измерений имеют ряд конструктивных и схемных особенностей.

Индуктивный датчик является преобразователем электромеханического типа, поэтому его погрешность может обусловливаться явлениями, имеющими как ме­ ханическую, так и электрическую природу. Для умень­ шения механических погрешностей датчика необходимо обеспечить достаточную жесткость его конструкции, надежное крепление элементов, отсутствие зазора в на­ правляющих измерительного стержня, например, с помощью подвеса последнего на фасонных пластинча­ тых пружинах.

Известно, что при применении дифференциального индуктивного датчика в цепи равновесного моста с идеальной симметрией обеих половин датчика, погреш­ ности, обусловленные внешними факторами, отсут­ ствуют.

В связи с тем, что идеальной симметрии половин датчика добиться невозможно, применяется несколько способов уменьшения его погрешности от влияния внеш­ них факторов: способ уменьшения начального воздуш­ ного зазора [25] и улучшение симметрии датчика.

103

Уменьшение начального зазора приводит к увеличе­ нию крутизны преобразования (чувствительности) дат­ чика и ослаблению влияния внешних факторов. Суть способа заключается в том, что благодаря включению в мост половин обмоток трансформатора питания и низ­ кому сопротивлению нагрузки в измерительной диаго­ нали, катушки датчика соединены с источником напря­ жения, обладающим низким выходным сопротивлением. Поэтому напряжение на катушках датчика не зависит от положения якоря. В этом случае ток в измерительной

ности токов отдельных ветвей и датчик дифференциаль­ ный, приращения проводимостей имеют разные знаки и суммарный ток

/ — / 1 — 12 = UAyx U(— Ays) = U(Аух+ Ау2) ■

Полная электрическая проводимость катушки дат­ чика обратно пропорциональна ее полному сопротивле­ нию и является линейной функцией воздушного зазора [25]. Поэтому характеристика датчика линейна почти во всем диапазоне перемещений якоря. При обычном режиме работы область линейного преобразования в зависимости от необходимой степени линейности ко­ леблется от 0,05 до 0,5 полного зазора. Помимо умень­ шения погрешностей режим заданного напряжения позволяет улучшить линейность характеристики датчика, что необходимо для работы двух датчиков с суммиро­ ванием выходного сигнала.

Улучшение симметрии половин датчика является также весьма эффективной мерой уменьшения погреш­ ностей. Остановимся па понятии симметрии и опреде­ лим, какие именно параметры половин датчика должны быть одинаковыми.

Полное электрическое сопротивление одной катушки датчика

Z = г + /co(L + Ls),

где г — сопротивление катушки постоянному току; со — угловая частота;

104

L — индуктивность катушки, обусловленная маг­ нитным потоком в сердечнике;

Ls — индуктивность, обусловленная магнитным по­ током рассеивания.

Индуктивность L для удобства дальнейших рассуж­ дений считаем комплексной величиной:

R s м

ляющая электрического сопротивления катушки, обу­ словленная магнитным потоком рассеивания.

Определим влияние внешних факторов на состав­ ляющие комплекса полного электрического сопротивле­ ния катушки. Рассмотрим влияние температуры окру­ жающей среды t°, напряжения питания U датчика,, частоты f напряжения питания и близко расположенных электропроводящих и ферромагнитных масс. Сопротив­ ление постоянному току катушки зависит только от температуры:

1QS

—72

словленное потоком в сердечнике X = ---- -—- зависят

^и

от температуры t°, напряжения U и частоты f. Опреде­ лим влияние этих факторов на компоненты rt и X в слу­

Ам зависят от напряжения и частоты. Кроме того, зави­ симость этих величин от частоты вытекает из наличия угловой частоты в формулах (21) и (22). Влияние тем­ пературы обусловливается наличием в этих формулах удельного сопротивления стали, которое зависит от тем-

пературы: рст = 0,0057 -4- 0,0062.

106