ристик перетворювача
г) Ескіз механічної частини
д) Схема електричної частини (якщо присутній)
В
2 Вибір принципу роботи перетворювача і опис його роботи.
2.1 Вибір принципу роботи перетворювача.
У нашому випадку проводиться вимірювання паралельності напрямних. p> До відхилень від паралельності відносяться відхилення від паралельності площин, сумарне відхилення від паралельності і площинності, відхилення від паралельності осі відносно площини або площині щодо осі, відхилення від паралельності осей на площині і в просторі.
Наш перетворювач повинен вимірювати відхилення від паралельності площин. table>
В
Малюнок 1. - Модель вимірювання
В
Малюнок 2. - Схема вимірювання
Під відхиленням від паралельності площин розуміють різницю D найбільшого та найменшого відстаней між прилеглими площинами в межах нормованої ділянки.
Для вимірювання відхилень від паралельності в нашому випадку найкраще застосувати перетворювач, заснований на принципі вимірювання різниці ємностей і електричної частини перетворювача на основі балансового мосту.
2.2 Принцип дії ємнісних перетворювачів
Ємнісні перетворювачі засновані на залежності електричної ємності конденсатора від розмірів, розташування його обкладок і від діелектричної проникності середовища між ними.
Для плоского конденсатора електрична ємність визначається виразом:
В , p> де e 0 - діелектрична постійна; e - відносна діелектрична проникність середовища між обкладинками; S - активна площа обкладок; d - відстань між обкладинками. З цього виразу випливає, що в ємнісному перетворювачі змінної (вхідний) величиною може бути або d, або S, або e. p> На рис. 3 схематично зображені різні типи ємнісних перетворювачів. p> Перетворювач на рис. 3, а являє собою конденсатор, одна пластина якого переміщається щодо іншої так, що змінюється відстань між d між пластинами. Функція перетворення С = f (d) нелінійна, причому чутливість зростає зі зміною відстані між d між пластинами. Функція перетворення С = f (d) нелінійна, причому чутливість зростає зі зменшенням d. Мінімальне значення d визначається напругою пробою конденсатора. Такі перетворювачі використовуються для вимірювання малих переміщень (менше 1 мм).
На рис. 3, б показаний диференціальний ємнісний перетворювач, в якому при переміщенні центральної пластини ємність одного конденсатора збільшується, а інша зменшується. Диференціальна конструкція дозволяє зменшити похибку нелінійності або збільшити робочий діапазон переміщень.
Перетворювач на рис. 3, в також має диференціальну конструкцію, але в ньому відбувається зміна активної площі пластин. Він використовується для вимірювання порівняно великих лінійних (більше 1 мм) і кутових переміщень. У такому перетворювачі можна отримати необхідну функцію перетворення шляхом профілювання пластин.
В
Малюнок 3. Ємнісні перетворювачі
Ємнісні перетворювачі прості по конструкції, мають високу чутливість і щодо малу інерційність. До їх недоліків слід віднести вплив зовнішніх електричних полів, паразитних ємностей, температури, вологості.
2.3 Опис роботи проектованого перетворювача.
Перетворювач заснований на принципі вимірювання різниці двох ємностей, обкладки яких пов'язані з вільно переміщаються щупами, які в свою чергу контактують з поверхнею. Сам прилад при цьому притискається в базовій поверхні, щодо якої і проводиться вимір. Непаралельність присутній завжди, тому відстань між обкладинками ємностей буде різним, відповідно буде спостерігатися різниця ємностей, вносить дисбаланс у бруківку схему електричної частини і викликає появу напруги на виході мостової схеми. Далі це напруга може бути подано в електричний перетворювач або вимірюватися безпосередньо вольтметром. Залежність між величиною відхилення від паралельності і напругою нелінійна при плоских прямокутних обкладках ємностей, проте цю залежність можна легко привести до лінійної шляхом зміни форми обкладок (профілюванням). Або як варіант подавати сигнал з мостової схеми на аналого-цифровий перетворювач ЕОМ і виправляти залежність за допомогою програмних методів.
Попутно можна відзначити, що число ємностей може бути більше двох, точність вимірювання при цьому зростає, але бруківка схема вже не годиться і в якості аналізатора краще використовувати ЕОМ, при цьому за відсутності додаткових витрат можна також отримати вимір площинності.
Настройку на 0 балансного моста необхідно буде проводити на зразковій поверхні, паралельної базі від якої проводиться вимірювання.
В
3 Підготовка тексту технічного завдання відповідно до Держстандарту
3.1 Підстави для розробки
Підставою для розробки нестандартизованого засоби вимірювання служить завдання на курсове проектування (додається). Тема розроб...
