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

12218. Определение электропроводности растворов различных концентраций и температурной зависимости константы диссоциации слабого электролита 35.5 KB
  Лабораторная работа Определение электропроводности растворов различных концентраций и температурной зависимости константы диссоциации слабого электролита. Цель: Определить Кд уксусной кислоты и изучить зависимость от температуры. Суть метода: Определение элект...
12219. Определение порядка реакции окисления йодид-ионов ионами трёхвалентного железа 92 KB
  Лабораторная работа №1 Определение порядка реакции окисления йодидионов ионами трёхвалентного железа. выполнил студент 3 курса 7 группы Криштафович А.В. Цель работы: определить частные порядки и общий кинетический порядок реакции 2Fe3 2I → 2Fe2 I2 в водном растворе...
12220. Кинетика каталитического разложения перекиси водорода 293 KB
  Лабораторная работа №2 Кинетика каталитического разложения перекиси водорода. выполнил студент 3 курса 7 группы Криштафович А.В. Цель работы: Определить порядок реакции константы скорости при двух температурах и вычислить энергию активации каталитического разл
12221. Оптический метод изучения кинетики реакции тростникового сахара (сахарозы) 95 KB
  В молекулах всех трёх сахаров содержатся ассиметрические атомы углерода, что делает эти вещества оптически активными. Водный раствор сахарозы вращает плоскость полимеризации проходящего света вправо, ратвор продуктов реакции влево
12222. Иодирование ацетона в кислой среде 164 KB
  Лабораторная работа №4 Иодирование ацетона в кислой среде. Цель работы: исследование кинетики реакции иодирования ацетона в кислой среде определение порядка реакции константы скорости и энергии активации. Ход работы: Основная реакция: протекает в 2 с
12223. Изучение кинетики реакции омыления сложного эфира 87.5 KB
  Лабораторная работа №5 Изучение кинетики реакции омыления сложного эфира. Цель работы: определение средних значений констант скорости реакции омыления сложного эфира в щелочной среде при комнатной температуре. Уравнение химической реакции: Рабочие ...
12224. Определение рН с помощью хингидронного электрода 32 KB
  Лабораторная работа Определение рН с помощью хингидронного электрода Цель: нахождение рН и буферной емкости растворов Суть метода: Потенциометрическое измерение производят измеряя ЭДС гальванического элемента в котором один из электродов погружен в электролит...
12225. Практическое использование современных информационных технологий 213.5 KB
  СОДЕРЖАНИЕ [1] 1. Общие положения [1.1] Цель и задачи выполнения лабораторных работ [1.2] 1.2. Содержание и оформление отчета по практическим заданиям [2] 2. Задания и методические указания к выполнению работ [3] Библиографичес...
12226. Исследование основных схем выпрямления и изучение влияния нагрузки и сглаживающих фильтров на их работу 75.08 KB
  Лабораторная работа №1 Исследование основных схем выпрямления и изучение влияния нагрузки и сглаживающих фильтров на их работу Цель работы: научиться снимать и строить характеристики схем выпрямления; научиться снимать осциллограммы напряжений; нау...