Содержание

Введение

1 Разработка технического задания на проектирование преобразователя для измерения отклонений геометрических параметров.

2 Выбор принципа работы преобразователя и описание его работы.

2.1 Выбор принципа работы преобразователя.

2.2 Принцип действия емкостных преобразователей

2.3 Описание работы проектируемого преобразователя.

3 Подготовка текста технического задания согласно ГОСТу

3.1 Основания для разработки

3.2 Цель и назначение разработки

3.3 Характеристика объекта разработки

3.4 Основные технические требования к прибору:

4 Выбор и обоснование метрологических характеристик НСИ

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

6 Разработка методики измерения отклонений геометрических размеров заданного изделия разработанными НСИ

Заключение

Список использованных источников

Введение

Измерительные преобразователи представляют собой технические устройства, которые осуществляют преобразования величин и образуют канал передачи измерительной информации. При описании принципа действия измерительно­го устройства, включающего последовательный ряд измерительных преобра­зователей, часто представляют его в виде функциональной блок-схемы (измерительной цепи), на которой отражают функции отдельных его частей в виде символических блоков, связанных между собой.

Измерительные преобразователи можно условно разбить на три класса: пропорциональные, функциональные и операционные.

Первые предназна­чены для подобного воспроизведения входного сигнала в выходном сигнале;

Вторые - для вычисления некоторой функции от входного сигнала; третьи - для получения выходного сигнала, являющегося решением некоторого диф­ференциального уравнения. Операционные преобразователи являются инер­ционными, так как у них значение выходного сигнала в любой момент време­ни зависит не только от значения входного в тот же момент времени, но и от его значений в предшествующие моменты времени.

По характеру изменения входных н выходных сигналов во времени пре­образователи делятся на непрерывные (аналоговые), непрерывно-дискретные, дискретно-непрерывные и дискретные.

При проектировании специализированного нестандартного средства измерения следует учитывать существующие организационно-технические формы контроля, масштаб производства, характеристики измеряемых объектов, требуемую точность измерения и другие технико-экономические факторы.

В нашем случае производится проектирование только преобразователя и поэтому частью этих факторов можно пренебречь. Нам важна только требуемая точность измерения заданного параметра.

Каждый размер может быть измерен несколькими средствами с различными погрешностями измерения, но следует учитывать влияние окружающей среды на точность измерения. Теоретически есть очень большое число различных преобразователей: емкостные, фотоэлектрические, оптико-механические, индуктивные и т.п., но практически в каждом конкретном случае есть довольно ограниченный выбор.

1 Разработка технического задания на проектирование преобразователя для измерения отклонений геометрических параметров.

Требуется разработать преобразователь для специализированного средства измерения используемого при автоматическом контроле параллельности направляющей прецизионного станка.

Требуемые характеристики средства измерений:

Длинна измеряемой поверхности: . 400 мм.

Измеряемый параметр: . параллельность

Значение измеряемого параметра: 2,5 мкм

Проект преобразователя должен содержать:

а) Выбор принципа работы преобразователя и его описание

б) Выбор и обоснование метрологических характеристик преобразователя

в) Расчет метрологических характеристик преобразователя

г) Эскиз механической части

д) Схема электрической части (если присутствует)

2 Выбор принципа работы преобразователя и описание его работы.

2.1 Выбор принципа работы преобразователя.

В нашем случае производится измерение параллельности направляющих.

К отклонениям от параллельности относятся отклонения от параллельности плоскостей, суммарное отклонение от параллельности и плоскостности, отклонения от параллельности оси относительно плоскости или плоскости относительно оси, отклонения от параллельности осей на плоскости и в пространстве.

Наш преобразователь должен измерять отклонения от параллельности плоскостей.

Под отклонением от параллельности плоскостей понимают разность D наибольшего и наименьшего расстояний между прилегающими плоскостями в пределах нормируемого участка.

Для измерения отклонений от параллельности в нашем случае лучше всего применить преобразователь, основанный на принципе измерения разности емкостей и электрической части преобразователя на основе балансового моста.

2.2 Принцип действия емкостных преобразователей

Емкостные преобразователи основаны на зависимости электрической емкости конденсатора от размеров, расположения его обкладок и от диэлектрической проницаемости среды между ними.

Для плоского конденсатора электрическая емкость определяется выражением:

,

где e0 - диэлектрическая постоянная; e - относительная диэлектрическая проницаемость среды между обкладками; S - активная площадь обкладок; d - расстояние между обкладками. Из этого выражения следует, что в емкостном преобразователе переменной (входной) величиной может быть либо d, либо S, либо e.

На рис. 3 схематично изображены различные типы емкостных преобразователей.

Преобразователь на рис. 3, а представляет собой конденсатор, одна пластина которого перемещается относительно другой так, что изменяется расстояние между d между пластинами. Функция преобразования С=f(d) нелинейна, причем чувствительность возрастает с изменением расстояния между d между пластинами. Функция преобразования С=f(d) нелинейна, причем чувствительность возрастает с уменьшением d. Минимальное значение d определяется напряжением пробоя конденсатора. Такие преобразователи используются для измерения малых перемещений (менее 1 мм).

На рис. 3, б показан дифференциальный емкостный преобразователь, в котором при перемещении центральной пластины емкость одного конденсатора увеличивается, а другая уменьшается. Дифференциальная конструкция позволяет уменьшить погрешность нелинейности или увеличить рабочий диапазон перемещений.

Преобразователь на рис. 3, в также имеет дифференциальную конструкцию, но в нем происходит изменение активной площади пластин. Он используется для измерения сравнительно больших линейных (более 1 мм) и угловых перемещений. В таком преобразователе можно получить необходимую функцию преобразования путем профилирования пластин.