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

67537. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ СИЛОВОГО КАНАЛА ЭЛЕКТРОПРИВОДА 300.5 KB
  На рис. 13.3 показана тележка, на которую действует сжатая пружина с силой F = cx, где с – коэффициент жесткости пружины; x – величина ее деформации. Сила направлена вправо независимо от направления движения – влево или вправо. Действие пружины обусловлено ее потенциальной энергией упругой деформации.
67538. Функции передаточного устройства. Характеристики агрегата «двигатель-редуктор». Выбор мощности двигателя по типовому движению 213 KB
  Третьей функцией передаточного устройства является изменение скорости вращения и момента для согласования характеристик двигателя и исполнительного механизма. Масса объем мощность потерь и стоимость электродвигателя определяются его моментом М2 а мощность на валу дается формулой P2 = M2 ω.
67539. Электропривод с упругими связями. Уравнения трехмассовой системы и колебания в двухмассовой системе. Люфт в механической передаче. Удары и выход из контакта. Механическая передача с упругими связями 247.5 KB
  Рассмотрим упругий стержень, к концам которого приложены моменты М1, М2 (см. рис. 15.1). Концы имеют углы поворота α1 и α2, коэффициент жесткости стержня с12 . Если не учитывать момент инерции стержня, то из условия равновесия моментов получаем равенства...
67540. Установившиеся и переходные процессы в электроприводах. Система уравнений динамики двигателя постоянного тока независимого возбуждения 72.5 KB
  Система уравнений динамики двигателя постоянного тока независимого возбуждения Переходные процессы в электрических приводах. Примеры установившихся процессов для тока На рис.1 приведены примеры установившихся процессов для электрического тока постоянный ток переменный синусоидальный...
67541. Электромеханический и электромагнитный переходные процессы в двигателе постоянного тока независимого возбуждения. Электромеханический переходной процесс 140.5 KB
  Через время Тэм экспонента уменьшается в е = 2,71828 раз. За время 2Тэм она уменьшится в е2 раз. Через время 3Тэм экспонента уменьшается приближенно в 20 раз, тогда считают, что переходной процесс заканчивается (остается 5 % от первоначального значения экспоненты).
67542. Совместное протекание электромагнитного и электромеханического переходных процессов в двигателе постоянного тока независимого возбуждения 163 KB
  Апериодический и колебательный процессы Совместное протекание электромагнитного и электромеханического переходных процессов в двигателе постоянного тока независимого возбуждения. Допустим что в двигателе постоянного тока независимого возбуждения uв = const; Ф = const но индуктивность якоря...
67543. Метод последовательных интервалов. Включение обмотки возбуждения. Пуск двигателя постоянного тока последовательного возбуждения и трехфазного асинхронного двигателя. Метод последовательных интервалов 143 KB
  Для решения нелинейных дифференциальных уравнений на ЭВМ в настоящее время применяются эффективные численные методы. Включение обмотки возбуждения Рассмотрим переходный процесс при включения обмотки возбуждения двигателя постоянного тока на постоянное напряжение.
67544. Качания ротора синхронного двигателя. Уравнения электромагнита постоянного тока. Качания ротора синхронного двигателя 339.5 KB
  Качания ротора синхронного двигателя. При работе синхронной электрической машины подключенной к сети бесконечной мощности возможны качания ротора. При отклонении продольной оси ротора-индуктора от оси МДС возникает момент который стремится вернуть ротор в нейтральное положение.
67545. Виды теплопередачи. Электрические схемы замещения. Нагревание одного и двух тел 258 KB
  Отметим что теплопередача теплопроводностью наблюдается не только через твердые тела но и через жидкости и газы если они неподвижны. Теплопередача конвекцией Тогда закон Ома для теплового сопротивления имеет тот же вид: Отметим что в отличие от коэффициента теплопроводности λ имеющего достаточно...