ЛР №3_ver1.0 (Образцы выполнения лабораторных работ №1, 2, 3)

Лабораторная работа №3.

«Приборы активного контроля для строительных деталей»

1. Приборы прямого измерения (контактные)

Прямым называется измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Примерами прямых измерений являются измерение сопротивления омметром, измерение мощности ваттметром, измерение давления манометром и т.д.

Прямой метод измерения характеризуется непосредственной оценкой значений искомой величины или отклонений от нее по показаниям прибора. Прямой метод измерения более рационален, так как исключает дополнительную погрешность передачи размера от промежуточного звена к размеру обрабатываемой детали.

Одноконтактные измерительные приборы.

Одноконтактные измерительные приборы применяют для активного контроля при плоском и бесцентровом шлифовании деталей, реже – при наружном и внутреннем шлифовании. Одноконтактные измерительные приборы контактируют с измеряемой поверхностью детали в одной точке при измерении внутреннего и наружного диаметров.

Рисунок 1. – Схема активного контроля размеров деталей одноконтактными измерительными приборами

Двухконтактные измерительные приборы.

Двухконтактные измерительные приборы применяют для активного контроля деталей на круглошлифовальных, внутришлифовальных и хонинговальных станках. Эти приборы контактируют с измеряемой поверхностью в двух точках.

Рисунок 2. – Схема активного контроля размеров деталей двухконтактными измерительными приборами

Трехконтактные измерительные приборы.

Трехконтактные измерительные приборы применяют для активного контроля деталей на круглошлифовальных и внутришлифовальных станках. Такие приборы контактируют с измеряемой поверхностью в трех точках.

Рисунок 3. – Схема активного контроля размеров деталей трехконтактными измерительными приборами

Электроконтактные приборы.

Электроконтактный прибор состоит из электроконтактного преобразователя, усилителя командных сигналов, светофорного устройства, блока питания и часто дополняется механическим микрометром со шкалой.

Электроконтактные преобразователи являются простейшей разновидностью преобразователей сопротивления. Обладая дискретной характеристикой, электроконтактные преобразователи весьма подходят для автоматического контроля, который также имеет дискретную характеристику.

Рисунок 4. – Пружинный преобразователь, схемы электроконтактных датчиков.

По назначению электроконтактные преобразователи разде­ляются на однопредельные, двухпредельные и многопредельные в зависимости от количества пар контактов.

С точки зрения передаточного отношения электроконтактные преобразователи можно разделить на безрычажные, у которых передаточное отношение равно (или меньше) единице, и рычажные (рис. 4, б, в) — с передаточным отношением, боль­шим единицы.

Для преобразователей, относящихся к бесшкальным измерительным приборам, величина передаточного отношения не имеет такого решающего значения, как для универсальных (шкальных) приборов. Вместе с тем точность рычаж­ных электроконтактных преобразователей выше точности безрычажных.

На рисунке 4, б изображена кинематическая схема двухпредельного рычажного электроконтактного преобразователя. Обозначим величиной Δ погрешность, которая возникает в контактах преобразователя в результате эрозии, коррозии или механического повреждения. В состав Δ входит также погрешность настройки. Нетрудно заметить, что если погрешность Δ привести к линии измерения, то она будет составлять , где

К_м = - передаточное отношение механической цепи датчика. Таким образом, возникающая в контактах преобразователя погрешность Δ вызывает в Км раз меньшую величину изменения положения измерительного стержня, т. е. в Км раз меньшую погрешность преобразователя.

Примечание. Передаточное отношение — одна из важных характеристик механической передачи вращательного движения, находится как отношение угловой скорости ведущего элемента (ω1) механической передачи к угловой скорости ведомого элемента(ω2) или отношение частоты вращения ведущего элемента (n1) механической передачи к частоте вращения ведомого элемента (n2).

Для уменьшения влияния на точность электроконтактных преобразователей эрозии и коррозии контактов последние обычно включаются в цепь сетки электронной лампы. Однако при достаточно большом передаточном отношении (примерно Км > 25) схема «сеточного контакта» не является обязательной. В этих случаях преобразователь можно включать в электрическую сеть через понижающий трансформатор. Вместе с тем значительное увеличение передаточного отношения Км приводит к повышению инерционности преобразователя и увеличению измерительного усилия.

На рисунке 4, в показана принципиальная схема рычажного преобразователя с пружинной передачей. Основными достоинствами пружинных передач являются высокая чувствительность, надежность в работе и возможность осуществления относительно больших передаточных отношений при небольших габаритных размерах приборов.

Высокая чувствительность приборов с пружинными связями обусловливается отсутствием в цепи передачи внешнего трения и зазоров.

Надежность и стабильность работы пружинных передач объясняется тем, что эти передачи не подвержены «заеданиям» и нечувствительны к засорениям, что обусловлено отсутствием подвижных соединений. Именно вследствие этого пружинные передачи получили такое большое распространение при автоматическом, в частности при активном контроле, когда измерительные приборы работают в наиболее тяжелых условиях.

У пружинного преобразователя имеются неподвижная 1 и подвижная 2 колодки, соединенные между собой двумя плоскими пружинами 3. К колодкам прикреплены две плоские, вертикально расположенные пружины 4, концы которых соединены между собой. В месте соединения этих пружин смонтирован подвижный электрический контакт датчика. Подвижная колодка датчика связана с измерительным стержнем прибора.

Система прямого измерения давления в колесе автомобиля

Система прямого измерения давления предполагает измерение давления в каждом колесе с помощью соответствующего датчика. Система имеет следующее устройство:

• датчики давления;

• приемная антенна;

• блок управления;

• дисплей.

Д атчик давления представляет собой сложное устройство, объединяющее датчик давления, датчик температуры, электронный компоненты измерения и управления, аккумулятор и передающую антенну.

Датчик устанавливается на каждое колесо вместо штатного вентиля. Информация от датчика передается импульсами с периодичностью, как правило, одна минута. Аккумулятор поддерживает работоспособность датчика в течение 3-5 лет. На некоторых моделях предусмотрена замена аккумулятора по окончании срока действия.

Приемная антенна осуществляет прием сигналов от датчиков давления и передачу их в блок управления. В качестве приемной антенны может использоваться антенна центрального замка автомобиля. На элитных автомобилях для каждого датчика применяется индивидуальная антенна. Это позволяет контролировать давление в конкретном колесе. Антенна устанавливается в колесной арке кузова автомобиля.

Блок управления принимает информацию от датчиков и сравнивает полученные данные с контрольными параметрами давления. В случае падения давления загорается индикатор (контрольная лампа) на панели приборов, подается звуковой сигнал, и выводится текстовая и графическая информация на дисплей. При наличии бортового компьютера для отображения информации о давлении в шинах используется дисплей компьютера.

Система контроля давления в шинах прямого измерения позволяет оценивать:

• незначительное изменение давления;

• сильное изменение давления;

• внезапное изменение давления.

В системе предусматривается адаптация к изменению параметров давления в шинах в случае их замены. В отдельных системах контрольные параметры задаются заводом-изготовителем.

1. Приборы косвенного контроля.

Косвенный метод измерения характеризуется оценкой значений искомой величины или отклонений от нее по результатам измерений другой величины, связанной с искомой определенной зависимостью.

Косвенным называется измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. При этом числовое значение искомой величины определяется по формуле:

,

где z – значение искомой величины, a1, a2, …, am – значения непосредственно измеряемых величин.

Примеры косвенных измерений: определение значения активного сопротивления R резистора на основе прямых измерений силы тока I через резистор и падения напряжения U на нем по формуле .

Измерительные приборы для косвенных измерений разделяют на приборы, контролирующие перемещение узла станка с режущим инструментом, и на приборы, контролирующие положение режущих граней инструмента относительно обрабатываемой поверхности деталей.

Прибор БВ-4217

Прибор предназначен для контроля сквозных и глухих отверстий с гладкой и прерывистой поверхностью, в том числе отверстий малого диаметра. Этот прибор следит за перемещением разжимного конуса хонголовки и выдает команду на окончание обработки, когда разжимной конус достигает заданного положения, и диаметр хонголовки становится равным заданному диаметру обрабатываемого отверстия. Приббор может применяться с жестким и плавающим хоном.

Рисунок 5. - Прибор БВ-4217

Система контроля давления в шинах

Система контроля давления в шинах предназначена для предупреждения об опасном изменении давления в шинах.

Наиболее простой с точки зрения конструкции является система косвенного измерения давления, представляющая собой программное расширение блока управления системы ABS. Принцип работы данной системы основан на том, что спущенное колесо имеет меньший радиус и соответственно проходит за один оборот меньшее расстояние, чем исправное колесо.

Датчики угловой скорости колес системы ABS определяют отрезок пути, проходимый каждой шиной за один оборот. Сигналы датчиков сравниваются в блоке ABS с контрольными параметрами. При расхождении значений, загорается индикатор (контрольная лампа) на панели приборов и подается звуковой сигнал.

В системе предусмотрена адаптация к изменению параметров давления воздуха в шинах в случае их замены или проведения сервисных работ на ходовой части – т.н. калибровка системы. При движении в новом качестве система оценивает и запоминает параметры шин. Процесс калибровки постепенно переходит в контроль новых параметров давления в шинах.