а. Расстояние между емкостями выбираю равным длине измеряемой поверхности - 400 мм (возможен также вариант с изменяемой длиной - для чего корпус преобразователя делается в виде телескопического цилиндра). Корпус лучше всего выполнить из композитного материала во избежание появления паразитных емкостей.

б.) Изменение расстояний между обкладками измерительных емкостей невелико (производится измерение точных поверхностей), поэтому функция преобразования будет относительно линейна. Для улучшения функции преобразования при изменении больших отклонений можно применить профилирование обкладок измерительных емкостей.

в.) Рабочий диапазон измерения составляет десятикратное значение измеряемой величины и равен 2,5 * 10 = 25 мкм.

г.) Цена деления должна быть не больше 0,5 мкм.

Рассчитаем ориентировочную площадь обкладок конденсатора для получения необходимой точности. Емкость конденсатора определяется следующей формулой: (см. п2.) В нашем случае максимальная величина изменения расстояния  = 25 мкм или  = 2,510 ^-5 м. Величина  для воздуха равна 1, универсальная диэлектрическая постоянная ₀ = 8,8510 ^-12. Для получения достоверных результатов изменение емкости должно быть не менее 10 нФ. Путем решения уравнения относительно S получаем значение площади 2,8410 ^-2 м ², что вполне реально. Далее назначим точностные требования на пластины обкладок измерительных емкостей. Точностные требования назначаем исходя из размер пластин (30 см на 10 см) и изменения расстояния между обкладками. Назначаем допуск на непараллельность 0.01 мкм и параметры шероховатости пластин R_a = 0,32 мкм.

Рисунок 4. - Точностные требования к обкладкам

5Создание эскиза механической части емкостного или фотоэлектрического преобразователя НСИ на основе ТЗ.

Рисунок 5. Эскиз механической части преобразователя

h = H₂ - H₁ Разность расстояний между обкладками измерительных емкостей и является отклонением от параллельности. Устройство регистрации представляет собой выпрямитель и цифровой или аналоговый измеритель напряжения. Данные с устройства регистрации получает оператор либо автоматическое контрольное устройство.

6 Разработка методики измерения отклонений геометрических размеров
заданного изделия разработанными НСИ

Измерение разработанным НСИ производится следующим образом:

• перед началом измерений если это необходимо производится настройка прибора на 0. Для этого требуется две образцовых поверхности, параллельных друг другу. После установки прибора напряжение мостовой схемы выводится на 0 с помощью сопротивления R₁

• Для измерения опорные точки прибора устанавливаются на базовую поверхность, а оба щупа на поверхность, параллельность которой измеряется. Способ измерения - прямой, поэтому результаты получаются сразу после установки прибора.

• Для измерения от различных баз к прибору должны прилагаться вспомогательные уголки и кронштейны.

7Заключение

В данной курсовой работе было подготовлено задание на разработку преобразователя нестандартного средства измерений отклонений геометрических размеров (параллельности) заданного прецизионного изделия - направляющей прецизионного станка., проведена разработка механической части преобразователя, проведен выбор и обоснование метрологических характеристик НСИ, спроектирован эскиз механической части НСИ - емкостного преобразователя, а также разработана методика использования данного НСИ при измерении параллельности направляющей прецизионного станка.

Список использованных источников

1. Поверка мер и механических приборов для измерения длин и углов, М.: Издательство стандартов,1963

2. Поверка оптико-механических приборов для измерения длин и углов. Сборник, М.: Издательство стандартов,1965

3. Технический контроль в машиностроении/ Справочник проектировщика, М.:Машиностроение,1987

4. Ацюковский В.А. Емкостные преобразователи перемещения М.:Энергия,1966

5. Балонкина И.И., Кутай А.К., Сорочкин Б.М. Точность и производственный контроль в машиностроении: Справочник., Л.:Машиностроение,1983

6. Бирюков Г.С., Серко А.Л. Измерение геометрических величин и их метрологическое обеспечение, М.: Издательство стандартов,1987