металло и автоматы (841805), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Индуктивные преобразователи имеют малый участок линейной характеристики — рабочий участок 6, (рис. !28, б). При 6=0 в системе есть остаточный ток 7,. Поэтому при исследовании устанавливают начальный зазор 6„, с которого начинается линейная характеристика (система координат 7„' = = 6').
Свойство ферромагнитных материалов изменять свою магнитную проницаемость под действием создаваемых в них механических напряжений используется для создании магнитоупругих индуктивных преобразователей [53) . Их применяют для измерения крутящих момеитои, малых перемещений в станках с ЧПУ. Здесь роль сердечника обычно выполняет какая-либо конструкционная деталь, передающая нагрузку и выполненная специально из ферромагнитного материала (пермаллой и др.).
Контактные измерительные приборы с индуктивными преобразователями используют для статических измерений или при небольших скоростях и ускорениях. Схема включения преобразователей. Для повышения чувствительности преобразователи первой группы включа-,' ют по мостовой схеме (рис. 129).:. Преобразователи, которые изменяют '. свое сопротивление под воздействием ' входных параметров, называют активными (+)т'„— 17,.), если они ие изменяют сопротйвление,— пассивными (Ю ).:; Чувствительность мостовой схемы оп- '. ределяется отношением тока 1, в изме-- рительной диагонали к входному пара- „:: метру.
Величина тока зависит от на-. пряжения на диагонали моста К:: от числа активных преобразователей,;: изменения их сопротивления ~Я и способа включения в мостовую схему (рис. 129, в, см. индексы при )7 внут- ': ри мостовой схемы). Величину тока ) для рис. !29 определяют по формуле:;: 7» —.-(7 ' ' * * (137) ' ~~1~~Ф» + ~х~»~4 ~»лье 1 + Р»Рай» 176 Пря балансировке моста ток в из, мерительной диагонали равен нулю, т. е. Ю,Р, = А',гг,. (138) Активные преобразователи, изменения сопротивлений которых имеют одинаковые знаки, должны включаться в противоположные плечи моста. Тогда при одинаковом сопротивлении всех плеч моста нз формулы (137) получим явную зависимость тока /„и от числа активных преобразователей (1= !.
2, 41: дй ЛР ~0 Н! ~ 4и2 ~0 ПП (' Зи ° 1 (!39) дк )ьм!=0 — г. и Следовательно. чувствительность мо' стовой схемы возрастает в 2 раза при двух активных преобразователях (Тм,) и в 4 раза при четырех (7 „я). На рис. 129 построены экспериментальные характеристики различных мостовых схем с использованием индук. тивных преобразователей по рис. 128, а. : Начальный зазор 6„=0,4 мм. В соответствии с формулой (139) чувствительность мостовой схемы на рис. !29. б ,: в 2 раза выше, чем схемы на рнс. 129, а. Преобразователи в мостовой схеме . на рис.
129, в включены неправильно, так как сопротивления одного знака +й, находятся в смежных, а не в противоположных плечах. Теоретически, из условия (138) баланса моста ток дол- жен быть равен нулю: +Ю!ге=+)т,)!ь. Но в силу различных погрешностей небольшие колебания тока будут наблюдаться (см. график рис. 129, в), что ошибочно может быть принято за результаты исследования. Устройство и основные характеристики преобразователей группы Н.
Пьезоэлектрический преобразователь. В нем использован прямой пьезоэффект. Преобразователь широко применяется для измерения сил, давлений, ускорений. На рис. 130, а представлена типовая конструкция акселерометра. При воздействии на корпус 1 механических колебаний с ускорением у инерционная масса гп с силой г"= гпу деформирует пьезокерамические элементы 2. Возникающий электрический заряд д пропорционален силе г и, следова'' тельно, ускорению. Чувствительность преобразователя определяется как отношение напряжения и (заряда в) на обкладках пьезоэлемента к воздействующему на него колебательному ускорению: 3 = —, илн 3= —... и 4 У' к Для пьезоэлектрических преобразователей характерны малые габаритные размеры и масса (Ь вЂ” 60 г), они работают в диапазоне от долей Гц до десятков кГц.
Диапазон измеряемых ускорений й=0,01 —:400000 м/с', высокая чувствительность 5 =0,!†; ие 100 м Все/м. Прн исследованиях преобразователь жестко прикрепляют к исследуемой детали; если рабочая частота ~,>2000 Гц — преобразователи приварйвают или приклеивают. Масса преобразователя не должна превышать 10% массы исследуемой детали. Диапазон рабочих частот выбирают в пределах 30 — 20~~ резонансной частоты. Необходимо учитывать наличие поперечной чувствительности, достигающей 2 — 20~ Термоэлектрический преобразовательь. Из-за нагрева и разнородности материалов в процессе резания металлов возникает термоэлектрический ток в цепи станок — инструмент — изделие — станок (рис.
130, б). Большая величина тока и малая инерционность позволяют исследовать процесс резания и регистрировать характер изменения сил резания, температуры, точно фиксировать время резания и про- 5 У г ю Е = В1огв. !78 изводить другие измерения простыми средствами — стрелочным прибором 1 или осциллографом 2 без усилителя. Измерительную схему подключают к изолированному резцу и какой-либо корпусной детали 3. Для усиления сигнала рекомендуется производить подключение непосредственно к обрабатываемой детали 4.
Индукционный преобразователь. При движении электрического проводника длиной 1 со скоростью в относительно магнитного поля с индукцией В в проводнике наводится электродвижушая сила Е при числе витков ш: Это явление электромагнитной индукции положено в основу работы индукционных преобразователей. Наводимая ЭДС пропорциональна измеряемой линейной в или угловой ы скоростям.
На рис. 130, в показана схема индукционного преобразователя для измерения линейной скорости. Сердечник 1 вместе с катушкой 2 перемешается между полюсами магнита )т' и 5. Наводимая ЭДС пропорциональна скорости подвижной части конструкции Л, скрепленной с сердечником. В металлорежуших станках индукционные преобразователи широко используют для измерения скорости вращения (тахогенераторы постоянного и переменного тока). Для измерения длины или ускорения на выходе преобразователя включают соответственно интегрирующий или дифференцирующий контур. Регистрирующие измерительные приборы. Для визуального наблюдения и записи быстроизменяюшихся параметров ДС станков применяют свето- лучевые (магнитоэлектрические) и электроннолучевые (электронные) осциллографы.
Чувствительным элементом свето- лучевого осциллографа является вибратор 2 (рис. !31, а). Он представляет собой петлеобразный проводник б с наклеенным зеркальцем 1, расположенным между полюсами магнита. Возбуждаемый преобразователем ток протекает по проводнику и взаимодействует с магнитным полем.
Зеркальце поворачивается, смещая отраженный от него световой луч. Часть светового потока направляется на фотопленку 3 для записи процессов, а часть через зеркальный барабан 4 — на экран 5 для визуального наблюдения. Верхний предел регистрируемых осциллографом частот определяется собственной частотой вибраторов и составляет 800 — 7000 Гц. Светолучевые осциллографы имеют много каналов (4 — !2 и более), что позволяет одновременно регистрировать несколько параметров. Их достоинство — возможность записи очень медленных и быстропротекаюших процессов периодического и непереодического характера. В лабораторных условиях применя- .ь ют отечественные светолучевые осциллографы мод. Н-700, Н-102 и др. с записью на фотопленку или светочувствительную бумагу, в том числе 12-канальный осциллограф Н-1!б, приспо- 1 2 5 4 5 б 7 МлэВеслм 'м 1ЗЗ Рлсжпжлхт кч лп'"..
Р х лллл.'.!у 179 ' собленный для записи на ультрафио" 'летовую бумагу УФ-67 с быстрым про':, явлением изображения на свету. 'Принцип работы электронного ос: .циллографа основан на взаимодейст' вии электронного луча с электриче' ским (нли магнитным) полем, обра. зуемым напряжением (или током), под: веденным от исследуемого объекта (рис.
131, б). Основной частью ос' циллографа является электронно-луче:, вая трубка ЭЛТ. Излучаемый катодом 7 поток электронов с помощью управ,:: ляющего электрода 2 и анодов 8, 4 собирается в узкий луч 7, который :"оставляет на экране 8 яркое пятно. Изображение исследуемого процесса на ',. экране осциллографа получается с по: мощью отклоняющих пластин. Напря" .жение от измерительного преобразователя И„ через усилитель У, подается ,: на пластины 5, смещающие луч в вертикальной плоскости.
Другая пара пластин б получает напряжение от ге.' нератора развертки Г через усилитель У, и создает линейную развертку— пятно на экране равномерно перемещается слева направо. Чтобы получить неподвижное изображение на экране, генератор развертки синхронизируют с исследуемым напряжением. Высокая чувствительность и безынерционность электронного луча позволяют исследовать как импульсные, так и периодические процессы с частотой в десятки миллионов Гц. Одновременно можно регистрировать только один или два (при двухлучевой трубке) параметра, что является существенным недостатком электронных осциллографов. Усилитель. Усилители, работающие в комплекте со светолучевым осцнл- лографом, должны быть рассчитаны на малое сопротивление вибратора, одинаково линейно усиливать положительное и отрицательное напряжение, так как сигнал от тензопреобразователя может изменять свой знак.
Частотная характеристика должна быть согласована с частотными свойствами вибратора осциллографа. В уь Эксперимеитвпьиые методы исследования виброустойчивости самков Для оценки виброустойчивости станков в лабораторных и производственных условиях используют следующие методы исследований: по предельной стружке. по АФХЧ, по 'изменению коэффициента устойчивости и др. Щ. Первые два получили наибольшее распространение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
