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

На величину Ls оказывает влияние расположение ка­ тушки относительно сердечника и близко расположенные электропроводящие и ферромагнитные массы.

Из приведенных рассуждений вытекает, что компо­ ненты полного электрического сопротивления катушки датчика имеют выраженную функциональную зависи­ мость от t°, U, f. Поэтому в состоянии равновесия моста с дифференциальным датчиком при среднем положении якоря последнего должно быть не только равенство

При наличии этого равенства можно сказать, что датчик обладает симметрией и при условии одинакового

воздействия внешних факторов на обе его половины за­ щищен от воздействия последних.

На рис. 67 показан чертеж датчика для особо точных измерений общего применения типа АНИТИМ3578. На примере конструкции этого датчика и технологии его изготовления покажем, каким путем можно достичь симметрии его половин.

Датчик состоит из корпуса 4, в котором гайками 5 и 10 закреплены чашечные магнитопроводы 12, в которых находятся катушки 8. Якорь 9 укреплен на стержне 7, который подвешен на плоских фасонных пружинах 6. Ход стержня ограничен упором 2. Полость датчика гер­ метизирована резиновой мембраной 11 и прокладкой 14.

107

Выводы проводов выполнены через герметичные стек­ лянные изоляторы 15. Измерительное усилие создается пружиной 3. Корпус 4 вставлен в гильзу 13, закреплен гайкой 1. Наружный диаметр гильзы унифицирован под общепринятый стандарт.

В настоящей работе не приводится электрический и конструктивный расчет датчика, так как этот вопрос хорошо освещен в литературе [15, 23, 25].

Известно [25], что полная мощность датчика не зави­ сит от числа витков. При наличии трансформатора, со­ гласующего сопротивление датчика с сопротивлением нагрузки, диаметр провода и число витков катушки вы­ бирается из следующих соображений. Активное сопро­ тивление катушки датчика содержит две компоненты: омическое сопротивление провода г и сопротивление ак­ тивных потерь в сердечнике гс. Уменьшение диаметра провода и увеличение числа витков приводит к возраста­ нию роли г в общем активном сопротивлении катушки. При намотке катушек на пластмассовые каркасы раз­ брос омических сопротивлений некоторых экземпляров составляет 3—5%. Следовательно, абсолютная величина разброса омических сопротивлений с уменьшением диа­ метра провода будет возрастать, а его влияние на тем­ пературную погрешность датчика увеличиваться. Но с ростом диаметра провода у малогабаритных датчиков заметно уменьшается коэффициент заполнения катуш­ ки. Для датчиков малых и средних габаритных размеров рекомендуется применять провод диаметром от 0,1 до 0,2 мм. При серийном производстве датчиков для особо

тивлений катушек датчика не должна превышать 0,1 Ом. В остальных случаях допустима разность 1 Ом.

Равенства гс, ~ гс, и L\ — Ь2 при среднем положе­ нии якоря датчика могут быть достигнуты путем зада­ ния технологических допусков на размеры сердечников. Допуски устанавливаются на все наружные и внутрен­

цессе механической обработки. Для улучшения и вырав­ нивания магнитных свойств сердечников их необходимо подвергать отжигу в безокислительной среде.

108

Достигаемая с помощью указанных мер степень сим­ метрии, оказывается достаточной для датчиков с по­ грешностью измерения ±0,5 мкм. Для особо точных датчиков с погрешностью ±0,05 мкм необходимо подби­ рать пары катушек с разностью индуктивностей не бо­

составляющих полного сопротивления катушек, пред­

потоком в сердечнике. Так как при этом якорь датчика не будет находиться в среднем положении, равенству индуктивных составляющих не будет соответствовать равенство активных составляющих полного сопротивле­ ния катушек. От этого на выходе моста появится квад­ ратурная составляющая, от которой зависит минималь­ ное напряжение разбаланса. Состояние полного равно­ весия моста по первой гармонике в этом случае будет достигнуто путем введения переменного активного со-

f противления, о чем уже говорилось в гл. I.

t Индуктивность рассеивания Ls может обусловливать­ ся магнитными потоками, проходящими по воздуху внутри чашек сердечников и снаружи как по воздуху, так и по конструктивным элементам самого датчика и

пусками, которыми обусловливалась бы толщина стенок каркасов, от которой зависит положение катушки отно­ сительно сердечника и, следовательно, величина Ls. Для устранения влияния окружающих электропрово­ дящих и ферромагнитных масс необходим эффективный

защищает от деформаций элементы конструкции и сер­ дечники датчика, делая его нечувствительным к усилиям зажима.

В конструкциях датчиков специальных применений для уменьшения габаритных размеров защитная гильза

109

Электронный блок прибора выполнен на лампах. Его блок-схема приведена на рис. 68. Алгебраическое сум­ мирование показаний датчиков Д1 и Д2 осуществляется схемой суммирования 2. Суммарный сигнал подается на согласующий усилитель СУ, который необходим для согласования суммирующей схемы с низкоомным дели­ телем напряжения Rl, R2 и R3, который вместе с пере­ ключателем П обеспечивает изменение пределов изме­ рения. Далее сигнал усиливается усилителем У, вы­ прямляется кольцевым фазовым детектором ФД и по­ дается на стрелочный указатель И. Основные узлы схе­ мы, в том числе: усилитель, кольцевой фазовый детектор и LC-генератор Г, от которого получают питание изме­ рительные цепи прибора, описаны в гл. I.

3. ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОТВЕРСТИЙ ТИПА АНИТИМ35101

Измерительное устройство выполнено по двухкон­ тактной схеме измерения. Измерительные контакты закреплены на концах поворотных рычагов, пропущен­ ных через середину базовой оправки. Для обеспечения высокой стабильности и точности снятия измерительного импульса, измерительные рычаги устройства жестко закреплены на торснонах, служащих осью поворота. Такая конструкция осей обеспечивает высокую плав­ ность хода измерительных рычагов при повороте, посто­ янство положения оси поворота и полностью исключает внешнее трение. Это позволяет резко снизить измери­ тельное усилие и повысить чувствительность. При изме­ рении деталь устанавливают на круглую базовую оправку. Такой способ установки детали при измерении обеспечивает удобство пользования в производственных условиях, а также высокую производительность контроля.

Конструкция измерительного устройства АНИТИМ35101 показана на рис. 69. На плите 5 закреплены крон­ штейны 12 и 16 подвески и базовая оправка 10, арми­ рованная твердым сплавом. Перемещение измеритель­ ных наконечников передается на индуктивный датчик 13 и 14 рычагами 3 и 4. Измерительное усилие создается пружинами 6 и регулируется винтами 7. Осями поворота рычагов являются торсионы 9. Рычаги крепятся к торсионам гайками. Положение измерительных рычагов 3 и 4

111