ЭЛЕКТРОННЫЙ

МИКРОМЕТР

Кандидат технических наук доцент Л. ГОНЧАРСКИЙ

Рис. Ф. ЗАВАЛОВА

Микрометр... Само название этого ■"■мерительного инструмента говорит о его высокой точности. В самом деле, обычный микрометр, знакомый каждому токарю и слесарю, позволяет производить линейные измерения с точностью до одной сотой миллиметра, то-есть до десяти микронов.

До недавнего времени этого было достаточно для самых точных работ. Но класс точности новых машин и приборов непрерывно повышается. Для многих деталей десять микронов — теперь довольно неточное определение. Счет идет уже не на доли миллиметра, а на доли микрона. Соответственно совершенствуются и мерительные инструменты, превращаясь в измерительные приборы

Схема электрического микрометра. Он состоит из датчика 1 и гальванометра 2. В датчике имеется качающийся стержень 3, который упирается в измеряемый предмет 4.

На машиностроительных и приборостроительных предприятиях стали пользоваться стрелочными механическими микрометрами. В них система рычагов привадит в движение стрелку, показывающую на шкале размеры измеряемых деталей с точностью до микрона и даже долей микрона.

Еще точнее и безошибочнее производят линейные измерения электрические микрометры, вошедшие в обиход за последние годы. Основные части электрического микрометра — это датчик, питаемый током от батареи, и гальванометр со шкалой, градуированной в микронах или десятых долях микрона. Подвижный стержень датчика упирается в измеряемую деталь, а в зависимости от положения стержня меняется сила

Электронный датчик мик~ рометра представляет собой двухэлектронную лампу *— механически управляемый диод. Внутри корпуса лампы 1 находится плоский подогревный катод 2 и параллельный ему плоский анод. Анод укреплен на рычаге 4, проходящем сквозь эластичную мембрану 3.

тока в цепи микрометра. Стрелка гальванометра чутко реагирует на смещение подвижного стержня.

Электрические микрометры имеются различных систем. Особенно высокой чувствительностью и стабильностью отличается электронный микрометр.

Датчик такого микрометра представляет собою миниатюрную электронную лампу с подвижным анодом, укрепленным на рычаге. Свободный конец рычага проходит сквозь эластичную мембрану, прикрывающую окошко резервуара лампы. Параллельно аноду расположен катод — плоская никелевая коробочка, внутри которой находится вольфрамовая нить для подогрева. Снаружи, со стороны анода, коробочка покрыта тонким слоем оксида.

При подогреве катода из него вылетают электроны и в датчике возникает анодный ток. В зависимости от положения рычага, который легко

Упрощенная схема механически управляемого диода. Накаленный катод 1 испускает электроны. На верхнем рисунке показано непосредственное соединение катода 1 с анодом 2. При этом анодный ток оказывается ничтожно малым. На двух нижних рисунках изображена работа датчика. В анодную цепь его включена батарея. При сближении анода и катода лампы анодный ток возрастает.

качается в эластичной мембране, анод располагается ближе или дальше от катода. С изменением расстояния между ними меняется сила анодного тока лампы, а вместе с тем и показание прибора (гальванометра).

Как изменяется сила анодного тока в лампе-датчике?

Электроны, вылетающие из катода, беспорядочно движутся около его поверхности, образуя здесь отрицательно заряженное электронное облачко. Электроны в нем отталкиваются друг от друга, отбрасывают вновь вылетающие из катода электроны обратно к его поверхности. Если потенциал анода и катода одинаков, то к аноду сквозь облачко

прорываются лишь немногочисленные электроны. Анодный ток оказывается ничтожно мал.

При включении анодной батареи между анодом и катодом возникает электрическое поле. Оно помогает электронам преодолевать тормозящее действие электронного облачка. Наиболее быстрые электроны, выделившиеся из накаленного катода,

Включение сдвоенного двуханодного датчика в мостовую схему. Сдвоенный датчик 1 образует одну половину мостовой схемы. Вторая половина состоит из двух сопротивлений 2.

беспрепятственно устремляются к аноду, а более медленные тормозятся и возвращаются электрическим полем на катод. Сближая анод с катодом, усиливаем напряженность электрического поля между ними и соответственно увеличиваем анодный ток. Удаляя анод от катода, ослабляем напряженность поля и уменьшаем анодный ток.

Чувствительность и стабильность работы электронного микрометра повышается при применении в нем двуханодного датчика, включенного в схему обычного мостика Уитстона.

Оба анода датчика укреплены на стеклянном стержне, внутри которого расположены выводы. При качании стержня один анод приближается к катоду, а второй удаляется от него. Если зазоры между обоими анодами и катодом одинаковы, разность потенциалов обоих плеч моста равна нулю, ток в гальванометр не поступает. При приближении одного анода к катоду и удалении от него другого анода в гальванометре появляется ток, сила которого прямо пропорциональна величине смещения анодов.

Электронные микрометры позволяют легко осуществить автоматическую сортировку на однородные группы деталей, отличающихся самой незначительной разницей в размерах. Для этой цели пригоден, например, электронный переключатель, схема которого изображена на рисунке.

Электронный механический переключатель состоит из нитевидного катода 1 и переключаемых пластин 2, 3, 4 и 5, соединяемых с положительным полюсом анодной батареи. Накаленный катод 1 и холодный катод б соединяются с отрицательным полюсом анодной батареи. Электроны, испускаемые накаленным катодом, летят к анодам 2, 3, 4 и 5 по траекториям, показанным пунктиром. При перемещении накаленного катода в направлении, показанном стрелками, поток электронов переходит с одного анода на другой.

lii±

мм till¹ 1, 111

} 11»' > I I;

'.«.'У

— А