Модернизация склерометрического комплекса для измерения твёрдости
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
нях преобразователя, будет сохраняться только в том случае, если нет токов утечки. При действии переменной величины заряд постоянно восполняется. Поэтому пьезоэлектрические ИП применяются для измерения динамических величин.
Достоинствами пьезоэлектрических ИП являются:
) малые габариты;
) простота конструкции;
) высокая надежность;
) возможность измерять быстропеременные процессы;
) высокая точность преобразования механических напряжений в электрический заряд. Например, для ИП из кварца погрешность преобразования составляет 10-4 - 10-6.
К недостаткам следует отнести:
) невозможность измерять статические величины;
) наличие нелинейности и гистерезиса;
) трудность градуировки;
) сложность экранировки и защиты от помех и наводок;
) необходимость в качественных усилителях.
2.5.5 Индуктивные ИП
Принцип действия индуктивных ИП [1, 2, 4, 5] основан на изменении собственной индуктивности катушки. Индуктивный преобразователь представляет собой катушку индуктивности, параметры которой изменяются под воздействием входной величины.
В общем случае индуктивный преобразователь состоит из катушки индуктивности, магнитопровода и подвижного ферромагнитного сердечника (якоря). Входная величина Х изменяет взаимное расположение катушки и якоря, или отдельных частей магнитопровода. При этом изменяется индуктивность катушки и ее полное сопротивление. Индуктивность катушки можно изменить также путём изменения площади воздушного зазора, изменением механического напряжения в ферромагнитном сердечнике и, следовательно, его магнитной проницаемости.
На рис. 22 представлен ИП: с переменной длиной воздушного зазора.
Рисунок 22 - Конструкция индуктивного ИП:
х - перемещение якоря; ? - зазор; 1 - катушка; 2 -якорь; 3 - магнитопровод.
К достоинствам индуктивных ИП можно отнести:
) большой диапазон измеряемых линейных и угловых перемещений;
) большую мощность выходного сигнала (до 5 Вт), что позволяет обойтись без дополнительного усиления;
) высокую чувствительность;
) надежность;
) возможность питания от сети (для многих случаев).
Недостатками индуктивных ИП являются:
) большая инерционность;
) наличие электромагнитных сил притяжения.
) функции преобразования одинарных ИП нелинейны;
) аддитивные погрешности одинарных ИП велики;
) сила притяжения якоря одинарного ИП значительна.
2.6 Датчик для измерения силы
Для измерения силы используется тензодатчик 2ФКП-5х200 [16] [СамГТУ.200501.059.009.10]. Тензодатчики обладают рядом преимуществ по сравнению с другими измерительными преобразователями для измерения силы, а именно: тензодатчику присущи высокая надёжность, миниатюрность, малогабаритность, бесконтактность и др.
Тензорезисторы (рис.23) предназначены для измерения деформации при статических нагрузках, а также в качестве чувствительных элементов силоизмерительных датчиков в условиях макроклиматических районов с умеренным и холодным климатом.
Диапазон измеряемых деформаций - 3000 млн.-1
Ток питания, не более - 25 мА.
Диапазон рабочих температур эксплуатации от -50С до +70С.
Рисунок 23 - Тензорезистор 2ФКП-5х200
Характеристики 2ФКП-5х200:
электрическое сопротивление 2000,35% Ом;
предельное относительное отклонение сопротивления =0,35 %;
чувствительность при нормальных условиях К=1,9…2,3;
температурный коэффициент чувствительности =0,8…1,1;
максимальное значение температурной характеристики сопротивления (ТХС) в рабочей области температур (xtm) ??m=800…4000мкОм;
ползучесть при нормальных условиях (П) ?=0,5%;
- ползучесть при максимальной температуре (Пt) ?t=2,0%;
сопротивление изоляции в рабочей области температуры Rизм.min=500Мом.
На рисунке 24 представлены тензодатчики и тензопреобразователь.
Рисунок 24 - Тензодатчик и схема тензопреобразователя
Тензодатчик и контактная колодка прикрепляются к пружине с помощью клея Контакт - Гель. Выводы тензодатчика припаиваются к контактной колодке при помощи припоя ПОС 61.
Рисунок 25 - Крепление тензодатчика
.7 Датчик для измерения перемещений
В качестве датчика для измерения перемещений используется ёмкостный датчик (рис. 26), обладающий рядом преимуществ по сравнению с другими измерительными преобразователями, выполняющими ту же функцию, а именно: высокой надёжностью, не требует наладки и ремонта, выгоден с экономической точки зрения, так как в разы дешевле, чем, например, индуктивный датчик и т.п. Емкостный датчик представляет собой конструкцию, выполненную в виде двух текстолитовых пластин площадью около 2-х квадратных сантиметров, фольгированных медной пленкой толщиной 0,2 мм с зазором между ними около 1 мм.
Рисунок 26 - Ёмкостный датчик и схема ёмкостного преобразователя
Нижняя обкладка конденсатора приклеена к подвеске (рис. 27). Верхняя приклеена к регулировочному винту, с помощью которого можно устанавливать рабочую точку емкостного датчика вертикальных перемещений индентора.
2.8 Датчик положения
Магнитные системы измерения перемещений (магнитные линейки) - одно из наиболее продвинутых решений в области точных измерений расстояний и углов и точного позиционирования.
Магнитная измерительная система состоит из гибкой магнитной линейки, жестко устанавливаемой на измеряемую поверхн