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

13244. Дослідження двокаскадного транзисторного підсилювача 710.5 KB
  Лабораторна робота №6 Тема: Дослідження двокаскадного транзисторного підсилювача Мета: Дослідження амплітудних і частотних характеристик двокаскадного підсилювача Прилади й елементи Осцилограф Біполярні транзистори 2N2712 Джерело постійної ЕРС Джерел...
13245. Характеристики операційного підсилювача 209 KB
  Лабораторна робота №7 Тема: Характеристики операційного підсилювача Мета: 1. Вимірювання вхідних струмів операційного підсилювача ОП. Оцінка величин середнього вхідного струму і різниці вхідних струмів ОП. Вимірювання напруги зміщення ОП Вимірювання ...
13246. Дослідження операційного підсилювача із зворотними звязками 1.41 MB
  Дослідження амплітудних і частотних властивостей операційного підсилювача. Вивчення впливу негативного зворотного звязку на характеристики операційного підсилювача Вимірювання напруги зміщення ОП.
13247. Неінвертуюче та інвертуюче ввімкнення операційного підсилювача 194 KB
  Лабораторна робота №9 Тема: Неінвертуюче та інвертуюче ввімкнення операційного підсилювача. Мета: 1. Вимірювання коефіцієнта підсилення схем неінвертуючого та інвертуючого ввімкнення операційного підсилювача. Визначення різниці фаз між вихідною і вхідною ...
13248. Сумування напруг у схемах на ОП 213 KB
  Лабораторна робота №10 Тема: Сумування напруг у схемах на ОП Мета: 1. Аналіз роботи схеми суматора на ОП. Дослідження сумування двох постійних вхідних напруг. Дослідження сумування постійної і змінної вхідної напруги. Дослідження сумування двох змінних
13249. Вивчення резонансу в електричному колі змінного струму 870.5 KB
  Лабораторна робота № 10 Тема: Вивчення резонансу в електричному колі змінного струму. Мета: виявити явище резонансу в електричному колі шляхом дослідження залежності сили струму в ньому від частоти змінної напруги; дослідити вплив активного опору на форму резонансн
13250. Визначення розмірів плати за забруднення ґрунтів 55 KB
  Лабораторна робота № Тема: Визначення розмірів плати за забруднення ґрунтів Теоретична частина Ґрунт це самостійне природне тіло яке утворилося з поверхневих шарів гірських порід під сукупним впливом тварин рослин мікроорганізмів клімату води рельєфу місц...
13251. Розрахунок санітарно-захисної зони для джерела електромагнітного випромінювання 45 KB
  Лабораторна робота № Розрахунок санітарнозахисної зони для джерела електромагнітного випромінювання Теоретичні відомості Основними джерелами електромагнітних полів ЕМП є: атмосферна електрика радіовипромінювання електричне та магнітне поля Землі потуж
13252. Оцінка рівня радіаційного фону 56.5 KB
  Лабораторна робота № Тема: Оцінка рівня радіаційного фону Теоретична частина Випромінювання з високою енергією здатні віднімати електрони від атомів і приєднувати їх до інших атомів з утворенням пар позитивних і негативних іонів називається іонізуючим випромі