20149

Электрические и оптоэлектронные приборы, работающие по принципу сравнения со штриховой мерой

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Длинномеры с аналоговым преобразованием. Длинномеры обеспечивают дискретность перемещения порядка 001002 мм за счет электронного интерполирования. Для линейных измерений преимущественное применение находят дифференциальные индуктивные длинномеры. Такие длинномеры содержат уже 2 сердечника 1 и 2 которые смещены относительно друг друга на величину Т 22к1 где к=1234 Тогда при перемещении якоря 3 относительно сердечников полное сопротивление Z и Zкатушек будут изменяться по закону близкому к синусоидальному причем эти зависимости...

Русский

2013-08-15

138.5 KB

2 чел.

Электрические и оптоэлектронные приборы,

работающие по принципу сравнения со штриховой мерой.

Электрические приборы.

Длинномеры с аналоговым преобразованием.

Простейший индуктивный зубчатый длинномер содержит зубчатый сердечник 1, на котором намотана обмотка, питаемая переменным током и зубчатый якорь 2.

Шаг зубьев сердечника и я коря одинаковый и равный Т, а зазор между торцами зубьев сердечника и якоря постоянный и равен .

Подвижный элемент якорь связан с объектом измерения.

В положении когда зубья якоря расположены против зубьев сердечника магнитное сопротивление воздушных зазоров будет минимальным, а следовательно индуктивность и полное сопротивление катушки будет максимальным.

При смещении якоря относительно сердечника изменяется площадь перекрытия полюсов (зубьев сердечника и якоря), что приводит к перераспределению магнитных силовых линий в зазоре и изменению магнитного сопротивления. Так например при смещении якоря относительно сердечника на величину Х=Т/2 магнитное сопротивление становится максимальным, а индуктивность становится минимальной.

Таким образом при перемещении якоря непрерывно происходит изменение магнитного сопротивления, что приводит к изменению индуктивности и полного изменения сопротивления катушки.

Это изменение происходит по закону близкому к синусоидальному с периодом, равным шагу зубьев.

Подсчитав количество максимумов и минимумов выходного сигнала за пройденный путь Х можно измерить величину детали с дискретностью равной шагу зубьев.

Длинномеры обеспечивают дискретность перемещения порядка 0,01-0,02 мм за счет электронного интерполирования.

Длинномер дифференциальный.

Для линейных измерений преимущественное применение находят дифференциальные индуктивные длинномеры. Такие длинномеры содержат уже 2 сердечника 1 и 2, которые смещены относительно друг друга на величину Т/2(2к+1), где к=1,2,3,4…

Тогда при перемещении якоря 3 относительно сердечников полное сопротивление Z и Zкатушек будут изменяться по закону близкому к синусоидальному, причем эти зависимости будут смещены относительно друг друга на величину половины шага. Выходной сигнал электрической схемы в которую включаются катушки пропорционален разности полных сопротивлений катушки Z=Z-Z.

При смещении якоря на величину Т/4 между зубьями сердечников и зубьями якорев разность Z станет равной 0.

Формируя импульсы в момент перехода выходного сигнала через 0 и подсчитывается количество импульсов по пути перемещения с помощью счетчика можно измерить обьект измерения с дискретностью равной Т/2.

Длинномеры с кодовыми линейками.

1- лампа; 2- конденсоры; 3- линейка кодовая; 4- фотодиоды; 5- усилитель; 6-логическая схема.

Оптоэлектронные длинномеры.

Используются длинномеры с цифровым отсчетным устройством с пределами от 0 до 100 мм, от 0 до 160 мм, 0-200 мм, 0-320мм, с дискретностью отсчета 0,2 мкм, 0,5 мкм, 1 мкм.

Это длинномеры ИЗВ – 4, ИЗВ – 23, ИЗТ – 4.

Эти длинномеры являются достижением техники и науки и в качестве штриховых мер (опорных сигналов) в данном случае используются растровые решетки.

1- светодиод; 2- конденсор; 3- измерительный растр; 4- фотодиод; 5- усилитель; 6- щетки; 7- щель.

Измерительный растр (шкала 3) связан с измеряемым объектом и представляет собой стеклянную пластину на поверхности которой нанесены светопроницаемые и светонепроницаемые риски, причем ширина этих рисок равна.

Луч света от источника 1 через конденсор 2, ограничивающую щель 7 и через измерительный растр 3 падает на фотодиод 4. При перемещении измерительного растра 3 относительно щели происходит модуляция светового потока, падающего на светоприемник, а это изменяет фототок в цепи.

Выходной сигнал зависит от отношения ширины щели и ширины прозрачного участка растра.

С уменьшением ширины щели увеличивается крутизна сигнала. И его форма приближается к форме прямоугольника. Однако в этом случае уменьшается величина амплитуды выходного сигнала. Для увеличения крутизны и амплитуды можно было бы увеличить мощность источника света, что привело бы к увеличению температурной деформации.

Для увеличения крутизны и амплитуды сигнала мы заменяем щель на решетку (индикаторный растр). Решетка также с постоянным шагом, но при этом световой поток на фотоприемнике увеличивается пропорционально числу участков, появляющихся перед фотоприемником.

В зависимости от расположения растровых решеток (индикаторного и измерительного растров) при сопряжении этих шкал различают 2 типа полос:

  1.  муаровые полосы.
  2.  нониусные полосы.

(1)

При наложении двух растровых решеток с одинаковым шагом t таким образом, что бы линии индикаторного растра составляли с линиями измерительного растра небольшой угол до 5, тогда в местах пересечения линий образуются муаровые полосы, где Т – шаг между муаровыми полосами.

При перемещении измерительного растра на один шаг t, муаровые полосы перемещаются в направлении перпендикулярном направлению движения измерительного растра на шаг Т, т.е. малому перемещению измерительного растра соответствует большое перемещение муаровых полос.

к=Т/t=20…30

Нониусное  расположение полос.

    tt       T=

Нониусный тип полос образуется при сопряжении 2-х плоских паралельных растров с различными шкалами решеток.

При прохождении света через дифракционную решетку происходит модуляция фаз световых волн, т.к. способность распространения света обратно пропорциональна показателю преломления среды. При прохождении параллельного пучка света через ступенчатую стеклянную пластину пучок света будет отличаться по фазе от пучка проходящего более длинный путь. Если высоту выступов выполнить с размером А, а показатель преломления выбрать таким образом, что бы разность световых волн составляла /2, то выходящие пучки будут интерферировать друг с другом и мы получим интерференционную решетку.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34312. Специфика развития параллельных и последовательных технологических систем 26 KB
  Перевод слабых составляющих системы на более высокую ступень позволит улучшить характеристики системы так как в ней ликвидируются звенья которые обуславливали в наибольшей степени неудовлетворительное функционирование системы. Таким образом ориентация на два различных типа развития позволит ставить задачу определения предпочтительности одного из них применительно к составляющим элементам параллельной системы. Такое целенаправленное развитие дает больший эффект чем при одновременном развитии всех составляющих изза различной готовности...
34313. Основные закономерности и направления развития систем технологических процессов 23.5 KB
  При этом важной особенностью развития технологических систем является их тип параллельной или последовательной связи элементов системы. Технологические системы в общем случае развиваются как и технологические процессы эволюционным и революционным путем. Однако системы технологических процессов неоднородны по восприятию рационалистического и эвристического развития. Как и в случае развития технологических процессов необходимым и достаточным условием революционного развития является совершенствование рабочих процессов хотя бы в...
34314. Реальный и потенциальный уровень технологии системы 25.5 KB
  Реальный и потенциальный уровень технологии системы. Реальная технологическая система характеризуется не только величиной уровня технологии который соответствует конкретным пропорциям между производительностью и затратами прошлого труда то есть реальным уровнем технологии но и максимальным потенциальным уровнем технологии который может быть достигнут в данной технологической системе при неизменных уровнях технологии ее составляющих. Потенциальный уровень технологии является верхней границей достижение которой будет означать что...
34315. Природное сырье и его характеристика 24.5 KB
  Природное сырье и его характеристика Сырьем наз. По агрегатному состоянию сырье делится на твердое жидкое и газообразное. По составу сырье делят на органическое и неорганическое. По происхождению различают сырье минеральное растительное и животное.
34316. Пути рационального использования природного сырья 22.5 KB
  Пути рационального использования природного сырья Известно что экономика производства зависит от характера использования сырья. Наиболее важными из них являются: правильный выбор сырья комплексная его переработка повторное использование высококачественная первичная обработка и обогащение максимальное использование отходов производства. Выбор сырья определяет тип применяемого технологического оборудования характер технологии длительность производственного цикла и влияет на многие техникоэкономические показатели работы предприятий....
34317. Методы обогащения сырьевых материалов 24 KB
  Методы обогащения сырьевых материалов Качество сырья состав и свва в значительной степени характеризуют техникохимические показатели производства. Оно выражается содержанием полезных элементов в руде либо другом виде сырья. Известны такие методы обогащения сырья как физические механический термический электромагнитный метод гравитационного обогащения и др. применение более чистого концентрированного сырья позволяет получить качественную продукцию которая обладает более высокой стоимостью.
34318. Обогащение сырьевых материалов методами флотации и выщелачивания 24 KB
  Обогащение сырьевых материалов методами флотации и выщелачивания Наиболее широко применимы такие методы обогащения как флотация и выщелачивание. Скорость выщелачивания зависит от структуры степени пористости размера пор обрабатываемого материала. Чем выше содержание растворимой фазы и крупнее поры тем быстрее идет процесс выщелачивания. На процесс выщелачивания влияет также тонона измельчения.
34319. Концентрирование сырьевых материалов и выделение полезного компонента методом выпаривания, кристаллизации, фильтрации 24 KB
  Выпаривание метод выделения растворителей из раствора. Пути возможной экономии тепла комбинированные выходные установки сочетание более концентрированного раствора с низкой энергопотребляемостью при удалении растворителя. Процесс выпаривания состоит из двух стадий: 1 удаление основного количества воды 2 выпаривание самого концентрированного раствора. Кристаллизация образование новой твердой фазы из раствора расплава.
34320. Утилизация отходов как основа безотходных и малоотходных технологий 22.5 KB
  Важно максимально использовать отходы тогда снижается использование материалов и расход энергии. Эти предприятия можно будет закрыть если мы научимся использовать отходы. Отходы изношенной футеровки при кладке печей. Отходы микробиологической промышленности: основной лигнин до 1 т в год.