Техника - молодёжи 1956-06, страница 21

лампами. В этом случае можно иметь на контактах ток небольшой величины.

Электроконтактные головки широко применяются в нашей промышленности в контрольно-измерительных автоматах и обладают достаточной чувствительностью, примерно равной 0,001 мм.

Вернемся к нашему автомату. Чтобы электрическая схема работала только в момент контроля, на пути движения ползуна установлена блокирующая кнопка (14), которая подключает реле к электрической цепи только в том случае, если деталь находится под ножкой мерительного штока. Эта кнопка остается замкнутой до конца цикла, то-есть до тех пор, пока ползун давит на нее своей передней частью. При дальнейшем движении ползуна вправо отверстие его совпадает с отверстием сортирующего устройства, и деталь скатывается в соответствующее отделение. Затем ползун начинает двигаться влево и захватывает следующую деталь. Все механизмы автомата приводятся в движение от электрического мотора через систему передач.

Автоматы такой конструкции работают надежно и обладают большой производительностью. В случае необходимости контролировать деталь по нескольким размерам на автомате устанавливается несколько датчиков и каждый из них настраивается на соответствующий размер.

ИНДУКТИВНЫЕ ДАТЧИКИ

В качестве измерительной головки в автоматических устройствах очень часто применяют датчики и другой конструкции, так называемые индуктивные датчики. При помощи индуктивного датчика можно контролировать не только размер детали, но также и толщину движущейся стальной ленты или толщину слоя гальванического покрытия. Он очень прост по конструкции, обладает достаточной чувствительностью и стабильностью в работе, кроме того, в нем нет скользящих контактов, которые под действием эрозии быстро изнашиваются. Индуктивный датчик (рис. 2, вверху) состоит из сердечника, набранного из листовой электротехнической стали, на который надета катушка, намотанная изолированным медным проводом. На расстоянии 0,5 мм от полюсов сердечника расположен якорь — пластинка из мягкой стали.

Деталь, как и в первом случае, помещается под мерительный шток. Изменение воздушного зезора между пластинкой и сердечником вызовет изменение силы тока, проходящего в катушке.

Индуктивный метод позволяет замерять толщину слоя гальванических покрытий от 2 до 60 микрон. Для этого применяют обычный трансформатор с разомкнутой магнитной цепью, магнитные силовые линии которого замыкаются через испытуемую деталь, а слой гальванического покрытия служит зазором между якорем и сердечником. От толщины слоя зависят показания прибора, включенного в цепь датчика.

Мерительное устройство имеет небольшие габариты и очень удобно в эксплуатации. Чтобы замерить толщину покрытия, достаточно поставить прибор полюсами на поверхность испытуемой детали и по-

Рис. 2. Индуктивные датчики.

смотреть на показание индикатора, включенного в цепь датчика.

Несмотря на существенные преимущества этих конструкций перед другими, они также обладают рядом недостатков. Известно, что показания индуктивного датчика сильно зависят от частоты и напряжения источника питания. От этих недостатков свободен так называемый дифференциальный индуктивный датчик (рис. 2, внизу). Он состоит из двух сердечников (1 и 2), между полюсами которых расположен подвижной якорь (3). Катушки датчика питаются от сети переменного тока через трансформатор (4), причем на каждую из них используется половина обмотки трансформатора.

Когда якорь находится в среднем положении, то-есть на равном расстоянии от обеих катушек, сила тока в приборе (5) равна нулю. В этом случае индуктивное сопротивление первой катушки равно индуктивному сопротивлению второй катушки,— следовательно, через них протекают одинаковые токи. Если переместить якорь, например вверх, то сила тока, проходящего в верхней катушке, уменьшится, а сила тока в нижней катушке на такую же величину увеличится. Стрелка прибора при этом отклонится от нулевого положения.

Рис. 3. Емкостные датчики.

Прибор, если проградуировать его шкалу в линейных единицах, может служить в качестве индуктивного микрометра. Индуктивный метод позволяет достичь ббльшей точности измерения, чем электроконтактный.

ЕМКОСТНЫЕ ДАТЧИКИ

Каждый знает, наверное, что такое конденсатор и где он применяется. Этот замечательный электрический элемент является неотъемлемой частью всех схем радиоприемников, телевизоров и электронных устройств. Но мало кто знает, что конденсатор с успехом применяется при измерении линейных размеров изделий. С этой целью наши ученые разработали ряд оригинальных конструкций емкостных микрометров, или так называемых емкостных датчиков. Но, несмотря на то, что этот тип датчика имеет небольшие размеры и обладает большой чувствительностью, он не получил широкого распространения, так как требует применения сложной электронной аппаратуры, трудно поддающейся наладке и регулированию.

Питание емкостного датчика осуществляется от генератора высокой частоты, так как использование его на промышленной частоте без большого усиления невозможно.

Устройство датчика показано на рисунке 3, вверху слева. Это обычный воздушный конденсатор, состоящий из неподвижной пластины (1) и подвижной пластины (2), выполненных из алюминия. Подвижная пластина укреплена на гибкой пружине (4) и может перемещаться вверх и вниз, контролируемая деталь (3) помещается под мерительную ножку (5), которая жестко связана с подвижной пластиной.

Емкость конденсатора зависит от площади взаимодействующих пластин, расстояния между ними и диэлектрической постоянной вещества, находящегося между пластинами. Наибольшее распространение получили датчики, в которых используется зависимость электрической емкости от зазора между пластинами и от площади взаимодействия пластин.

С увеличением расстояния между пластинами емкость конденсатора уменьшается. Это явление и было положено в основу конструкции емкостных датчиков.

Часто емкостный датчик выполняют дифференциальным (рис. 3, вверху справа). Он состоит из двух неподвижных пластин (1), между которыми расположена подвижная пластина (2), прикрепленная при помощи плоской пружины (4) к основанию прибора. При перемещении средней пластины емкость одной половины такого датчика увеличивается, а емкость другой половины уменьшается. В результате чувствительность его удваивается.

На рисунке 3, в середине, показан один из способов подключения простейшего емкостного датчика в электрическую схему. Генератор высокой частоты питает катушку (1), которая индуктивно связана с катушкой (2). Датчик совместно с подстроечным конденсатором (3) и катушкой самоиндукции образует колебательный контур. Снимаемое с контура напряжение подается на усилитель (4) и измеряется гальванометром (5).

Работа схемы основана на резонансе напряжения, который насту-