Вимірювальна система мод. 214 з лінійним перетворювачем 0.1-2.0 мкм з-д Ізмерон з калібруванням УкрЦСМ

Электронная аналоговая измерительная система мод. 214  с одним индуктивным линейным преобразователем з-д Измерон

с диапазоном измерения  ±0,1; ±0,2;  ±1,0;   ±2,0;

Измерительные приборы с индуктивными аналоговыми преобразователями (ИП)  заняли доминирующее положение  среди электронных приборов для линейных измерений в диапазоне до 5-10 мм благодаря целому ряду несомненных  преимуществ по сравнению с другими типами механических приборов и электрических преобразователей. ИП оснащают многочисленные цеховые контрольные приборы и приспособления, приборы активного контроля в автоматическом и электрическом безлюдном производстве, а также лабораторные поверочные приборы, в том числе для аттестации и поверки индикаторов и концевых мер длины.

ИП выгодно отличают относительная простота конструкции, достаточно высокая   мощность выходного сигнала, малые размеры, высокая точность и надежность, пониженная чувствительность к изменению условий окружающей среды и помехам, сочетание хороших динамических свойств с возможностью передачи сигнала на сравнительно большое расстояние (до 10 –15 м) с минимальными искажениями и потерями.

Подавляющее большинство выпускаемых  универсальных ИП имеют наружный посадочный  диаметр 8 мм  и примерно одинаковую конструкцию.

В настоящее время все фирмы выпускают практически одинаковую  конструкцию.  ИП выпускают  ведущие зарубежные фирмы США,  Европы и Японии –  Tesa  (Швейцария), Mahr (Германия), MITUTOYO (Япония) и др. Каждая фирма предлагает большую гамму ИП для решения различных измерительных задач.

ИП выпускают согласно  международному стандарту DIN 32876 часть  1.

Конструкция большинства выпускаемых  универсальных ИП примерно одинакова (рис. 3.1.6).

Рис.  3.1.6   Индуктивный преобразователь завода “ИЗМЕРОН”

В цилиндрическом  корпусе   6   расположен неподвижный магнитопровод  с двумя или тремя катушками 8 и подвижный шток 3 с якорем 7.  Корпус изготовлен из нержавеющей стали с наружным диаметром 8h6 или 8h7 и  имеет   твердое никелевое  или  хромовое  покрытие,  хорошо защищающее его от коррозии в цеховых условиях. Корпус служит одновременно посадочным диаметром для установки ИП в измерительную стойку или измерительную оснастку. Шток 3 перемещается в шариковой направляющей  на насыпных шарах 9 диаметром 0,68-0,8 мм,  собранных с небольшим натягом 1-2 мкм. Такая конструкция обеспечивает легкость и точность перемещения штока, устойчивость к боковым усилиям на измерительный наконечник.

В некоторых случаях, особенно в ИП малого размера, применяют направляющие скольжения.

На внутреннем конце штока  установлен ферритовый стерженек 7, который перемещается внутри катушек  и служит якорем ИП. На наружном  конце штока  расположен измерительный наконечник 1,  оснащенный твердосплавным шариком диаметром  3 мм.   Измерительное усилие создается регулируемой  пружиной 5, отцентрированной так, что исключается ее трение о корпус при движении шпинделя. Катушки  расположены в ферритовом магнитопроводе.  Якорь установлен в немагнитной втулке  с коэффициентом линейного расширения, близким к коэффициенту линейного расширения магнитопровода. От поворота шток  удерживается роликом (шпонкой). Ход штока ограничен упорами .

Обмотки  преобразователя намотаны аккуратно уложенным виток  к  витку тонким проводом диаметром 0,04-0,08 мм с числом витков 600-800. Число витков симметричных обмоток и их  сопротивление строго одинаковы. Для якоря и магнитопровода используют мягкие ферриты с коэффициентом магнитной проницаемости 2000-6000 Гн/м.

Якорь преобразователя закреплен на конце тонкого относительно  длинного цилиндрического штока.      Масса подвижного штока составляет от 2 до 10 г. Это позволяет использовать преобразователи в динамическом режиме при изменении  размеров  с частотой до 60 Гц. Причем рабочее положение преобразователя может быть – вертикальным вниз или вверх наконечником  или горизонтальным.

Обмотки  преобразователя  питают переменным  синусоидальным или импульсным (например, в форме меандра) напряжением от 3 до 6 В частотой 5–13 кГц.    Чувствительность преобразователей составляет от 50 до 73 мВ/В/мм при нагрузке от 2 до 10 кОм.

Большинство преобразователей  имеют  длину  около 100 мм с аксиальным или радиальным выводом кабеля.  Вывод кабеля надежно защищен резиновым уплотнением. Длина кабеля  2 м. Увеличение длины кабеля может привести к ухудшению метрологических характеристик преобразователя.

Корпус и направляющие преобразователя надежно герметизированы резиновыми уплотнениями.  Подвижный шток  защищен эластичным уплотнением («гармошкой») 2 из маслобензостойкой резины. Степень защиты преобразователя IP 65 по стандарту DIN EN  60529 и ГОСТ 14254-96.

Выпускаются преобразователи с диапазоном измерения  ±0,1; ±0,2;  ±1,0;  ±2,0;    Имеются также модели с диапазоном измерения  ±5,0 мм.и ±10 мм.

Преобразователи выпускают в нескольких исполнениях с разным  измерительным  усилием.  Наименьшее измерительное усилие составляет 0,16 Н, наибольшее  – 1,0 Н.

Нелинейность характеристики собственно  преобразователей Lf  с аналоговым выходом составляет от  (0,07 + 0,4L) до (0,2 + 3L3) мкм у разных моделей ИП, где L диапазон измерения в мм (рис. 10.5). При использовании преобразователя с микропроцессорным блоком, имеющим программу линеаризации, можно «выпрямить» характеристику и повысить ее линейность. Следует, однако, иметь в виду, что линеаризацию проводят по нескольким точкам, например 9. Нелинейность, присущая характеристике ИП, между точками сохраняется, хотя она значительно меньше, чем на всем диапазоне измерения.

В комплекте с аналоговыми или микропрцессорными электронными блоками ИП устойчиво работают при цене деления шкалы или дискретности цифрового отсчета 0,01; 0,05; 0,1 и 1,0 мкм.

Воспроизводимость (повторяемость) показаний  преобразователей  составляет  от  0,01  до 0,2 мкм у разных моделей ИП.

Погрешность прямого и обратного хода составляет от 0,01 до 0,25 мкм.

Смещение нуля при изменении окружающей температуры составляет 0,25 мкм/ 0С.

Преобразователи могут  применяться  при  температуре от -10 до 65 0С. Однако метрологические характеристики  гарантируются при  нормальной  температуре 20 0C.

Для подъема (арретирования) штока в процессе измерения преобразователи могут быть  снабжены механическим или пневматическим арретиром,  использующим давление или разрежение воздуха.

С помощью индуктивных приборов  производят, главным образом, относительные измерения, настраивая ноль прибора по плоскопараллельным  концевым мерам длины или образцовой детали, например, по установочному кольцу. Это существенно уменьшает систематические и случайные погрешности измерения, так как настройку и измерение производят в одинаковых условиях, а диапазон измерения не велик. Однако в погрешность измерения, кроме указанных выше составляющих погрешностей ИП, входит погрешность аттестации образцовой детали (меры) и погрешность настройки.

Выходные сигналы ИП обрабатывают в зависимости от решаемой задачи. Высокая линейность выходной характеристики ИП и возможность обеспечить одинаковую чувствительность позволяет производить сложении или вычитание выходных  сигналов двух или нескольких ИП по схеме ±А±В. Это существенно расширяет возможности их применения для решения различных измерительных задач особенно при автоматическом контроле размеров деталей.

ИП применяют в нутромерах, приборах активного контроля, контрольных приспособлениях, контрольно-сортировочных автоматах, многомерных устройствах   для  ручного   и  автоматического послеоперационного контроля, а также для контроля размеров деталей на стойке. На базе  ИП выпускают многочисленные индуктивные приборы с аналоговым и цифровым отсчетом.