Аналоговые (со стрелочной измерительной головкой) тестеры типа 4353, 43101 и аналогичные были в своё время широко распространены и, возможно, есть в «закромах» многих радиолюбителей.
Современные цифровые приборы, конечно, имеют гораздо меньшие габариты и большую функциональность и универсальность, тем не менее, из такого «старого» тестера можно при желании сделать вполне удобный измерительный прибор.
Тем более, что стрелочный индикатор во многих случаях оказывается гораздо удобнее и нагляднее для отображения информации, если, конечно, при измерениях не требуется запредельная точность.
Так например, с использованием стрелочной головки от подобного тестера мной был сделан небольшой настольный измерительный прибор, который позволяет с достаточной для радиолюбителя точностью измерить ёмкость конденсаторов ( 5 пФ — 10 мкФ), индуктивности катушек ( от единиц мкГн до 1 Гн ), ёмкости электролитов ( 1 мкФ — 10 000 мкФ) и их ESR, иметь «под рукой» фиксированные образцовые частоты ( 10, 100. 1000 Гц, 10, 100, 1000 кГц ). И, кроме того, имеет встроенный модуль для оперативной проверки работоспособности различных транзисторов малой и большой мощности и определения цоколёвки неизвестных транзисторов. Причём проверить параметры большинства элементов можно, не выпаивая их из схемы.
Прибор собирался в корпусе меньших размеров, чем «родной» от тестера и делался по «модульному» принципу — по желанию можно добавлять или исключать отдельные измерительные узлы и при этом не производить никаких существенных изменений в остальной схеме.
Можно сохранить также и изначальные фунции измерения напряжений и токов, если это потребуется. Причём совсем не обязательно ориентироваться на применённую здесь стрелочную головку от взятого мной тестера — подойдёт любая другая с током полного отклонения 50 … 200 мкА, это не принципиально.
Ниже будут даны схемы и описания отдельных функциональных узлов-«модулей», структурная схема их соединений в приборе в целом.
Каждый «модуль» предназначен для измерения-проверки различных радиодеталей широкого применения и может использоваться не только в составе такого прибора, но и, конечно, отдельно, в виде небольшой независимой конструкции.
Сами схемы измерительных узлов, входящие в состав, не новы и не раз были опубликованы в своё время в различных источниках и проверены на практике многими радиолюбителями, показав стабильную и надёжную работу, Никаких редких и дорогих элементов констукция не содержит, схемы чрезвычайно «лаконичные» и просты в понимании, не требуют особых приборов для настроек, при этом обеспечивают достаточную точность измерений при внимательной и грамотной сборке и применении заведомо исправных деталей.
Генератор образцовых частот
Даже простейший генератор сигналов в радиолюбительской практике полезен сам по себе и часто входит в других приборов, например, измеряющих ёмкости и индуктивности. Здесь удобно применить в качестве генератора широко известная схема на цифровых элементах, простую и легко повторяемую:
Задающий генератор на МС типа К561ЛА7 (или К561ЛЕ5, К176ЛА7, ЛЕ5 и подобные) выдаёт на своём выходе частоту, которая стабилизирована кварцевым резонатором в цепи обратной связи — в данном случае 1 МГц.
Далее сигнал проходит через несколько каскадов-делителей частоты на 10 например, на МС К176ИЕ4, СD4026 или любых других счётчиков-делителей на 10) и с выхода каждого каскада снимается сигнал с частотой, в десять раз меньше предудыщей.
С помощью любого подходящег переключателя коммутируем один из выходов счётчиков-делителей и получаем, таким образом, набор фиксированных частот. Конденсатором С1 можно подстроить частоту в небольших пределах, если это необходимо, никаких других настроек данная схема не требует и питается от источника напряжением 9-12 вольт (при указанных выше типах микросхем).
Модуль измерения L, C
Первая схема представляет собой узел измерения емкостей конденсаторов от 10 пФ до 10 мкФ и индуктивностей от 10 мкГ до 10 Гн (рис.2).
Сигнал на вход подается с выхода генератора сигналов ( в нашем случае — с движка переключателя SA1 на рис.1).
Через транзистор VT1, работающий в режиме ключа, прямоугольный импульсный сигнал можно снять с выхода «F» и использовать для проверки или настройки других внешних устройств, при этом уровень сигнала можно регулировать резистором R4 в широких пределах.
Этот же импульсный сигнал подаётся на измеряемые элементы — конденсаторы или индуктивности, подключаеые к соответствующим клеммам «C» или «L», выставив переключатель SA2 в соответствующее положение.
К выходу Uизм. подключаем непосредственно нашу измерительную головку (может понадобиться добавочное сопротивление, об этом будет сказано подробнее далее — «Модуль индикации»).
Резистором R5 устанавливаем пределы измерений индуктивностей, а R6 — ёмкостей (например, подключаем к клеммам «Сх» и «Общ.» образцовый конденсатор 0,1 мкФ на диапазоне с частотой 1 кГц (см. схему рис.
1) и подстроечником R6 устанавливаем стрелку прибора на конечное деление шкалы…). Питание этого модуля может быть 6-12 вольт.
Примечание: при настройке этого модуля была совсем исключена из схемы ёмкость С1 (1000 пФ), так как при её наличии не удавалось настроить диапазон измерений 1-100 пФ.
При настройке также возможен подбор сопротивлений R2, R3 в зависимости от напряжения питания и конкретного типа применённого транзистора (может быть любой маломощный p-n-p структуры).
В качестве выпрямительных использовались «старинные» германиевые диоды типа Д9, обеспечивающие более линейную характероистику отображения показаний стрелочной головки. Возможно применение кремниевых, но в данном случае я этот вариант не пробовал, так как диодов Д9 давно лежала без дела небольшая кучка.
Модуль измерения электролитических конденсаторов (+ C и ESR)
Для проверки электролитических конденсаторов был собран узел по схеме (рис.3):
Как и в предыдущей схеме, на вход (резистор R1) подается сигнал с движка переключателя частот генератора-делителя (схема рис.1), при этом схему можно включать параллельно с предыдущим модулем. Резистор R1 подбирается в зависимости от типа транзистора Т1 и чувствительности используемой измерительной головки.
В отличие от других модулей, здесь требуется пониженное стабильное питание 1,2 — 1,8 В (схема такого стабилизатора будет приведена ниже, на рис.6). При измерениях полярность подключения конденсаторов к клеммам «+Сх» и «Общ» не имеет значения, а измерения можно проводить без выпайки конденсаторов из схемы.
Перед началом измерений прибор калибруется, то есть стрелка устанавливается на нулевую отметку шкалы резистором R4.
Узел измерения ESR содержит отдельный генератор на 100 кГц, собранный на МС типа 561ЛА7 (ЛЕ5), по такой же схеме, как и задающий генератор на рис.1.
Можно, конечно же, использовать и уже имеющуюся частоту 100 кГц, которая присутствует на нашем основном генераторе с делителями частоты.
Но при пользовании прибором оказалось гораздо удобнее иметь независимый генератор для этого модуля, так как это упрощает коммутацию.
Здесь частота может быть в пределах 80-120 кГц, поэтому применение кварца не требуется.
От величины ESR подключенного к клеммам конденсатора зависит ток, протекающий через обмотку I трансформатора ( он намотан на ферритовом кольце диаметром 15 — 20 мм.
Марка феррита роли не играет, но, возможно, число витков первичной обмотки нужно будет подкорректировать. Поэтому лучше будет сначала намотать обмотку II, а первичную — сверху неё).
Переменное напряжение 100 кГц, наведённое во вторичной обмотке, выпрямляется диодом VD5 и подаётся на измерительную головку (см. модуль индикации на рис.4). Диоды VD3, VD4 нужны для защиты стрелочной головки от перегрузки и могут быть любые, а VD1, VD2 также желательно применить германиевые.
В этой схеме при измерениях также не важна полярность подключения конденсаторов и измерять параметры конденсаторов можно прямо в схеме, без выпайки. Пределы измерения задаются при настройке и их можно менять в широких пределах подстроечником R5, от десятых долей Ома, до нескольких Ом.
Примечание: при измерении ESR конденсаторов ЛЮБЫМ прибором важно учитывать влияние сопротивления измерительных щупов и проводов от клемм «ESR» и »Общ». Они должны быть как можно короче и большого сечения.
Если этот модуль будет расположен вблизи с другим источником импульсных сигналов (например рядом с генератором рис.1), возможен срыв генерации узла на МС.
Поэтому этот узел (измерения «ESR»), лучше собрать на отдельной небольшой плате и поместить в экран (из жести, например), соединённый с общим проводом. Питание микросхемы измерителя ESR может быть как и у предыдущих схем.
Величины типовых (максимально допустимых) значений ESR различных конденсаторов даны ниже в таблице (позаимствованно из открытых источников).
Функциональная схема соединений модулей прибора
Соединение между собой всех перечисленных выше «модулей» в одном общем приборе не представляет особой сложности и это видно из рис.4:
Модуль индикации, помимо самой стрелочной головки, включает в себя шунтирующий конденсатор (10 … 47 мкФ) для устранения «дрожания» стрелки при измерениях в диапазонах с низкой частотой задающего генератора. Добавочное сопротивление подбирается в зависимости от чувствительности измерительной головки.
В случае объединения всех перечисленных выше модулей в одном приборе следует иметь ввиду, что клемма «Общ.» на схеме рис.2 (модуль измерения «C» и «L») не является общим проводом схемы (!) и требует отдельного гнезда.
Дополнения
Составной транзистор Т1 (КТ829, схема рис.3) можно заменить двумя транзисторами меньшей мощности по типовой схеме, а для питания 1,4 В можно собрать простой стабилизатор на одном транзисторе. Эти схемы показаны на рис. 5 и 6 соответственно.
Кремниевые диоды VD1-VD3 здесь применены в качестве стабилитрона, примерно на 1,5 В. В отличие от стабилитрона, включать диоды следует в прямом направлении.
При желании можно дополнить прибор модулем для быстрой проверки работоспособности и цоколёвки транзисторов. С его помощью можно проверять любые биполярные транзисторы, а также полевые транзисторы малой и средней мощности. Причём биполярные транзисторы можно проверять без выпайки их из схемы. Схема представлена на рис.7.
В зависимости от применённых светодиодов нужно подобрать сопротивление R5 по оптимальной яркости их свечения (или же поставить дополнительный гасящий резистор в цепь питания 9 В, а вообще эта схема работает с питающим напряжением, начиная от 2 В).
Когда к клеммам «Э», «Б», «К» ничего не подключено, оба светодиода мигают (частота миганий может быть изменена номиналами конденсаторов С1 и С2). При подключении к клеммам исправного транзистора, один из светодиодов погаснет (в зависимости от типа его проводимости p-n-p / n-p-n).
Если транзистор неисправен, то оба светодиода будут мигать (внутренний обрыв) или оба погаснут (замыкание).
При проверке полевых транзисторов клеммы «Э», «Б», «К» соответствуют выводам «И», «З», «С». Полевые транзисторы, или очень мощные биполярные всё-таки лучше проверять, выпаяв их из плат.
Прибор с применением всех перечисленных модулей был собран в корпусе размерами 140х110х40 мм и позволяет проверить практически все основные типы радиодеталей чаще всего используемых на практике, с достаточной для радиолюбителей точностью. Используется несколько лет и нареканий не вызывает.
Примечания к схеме
Схемы, приведённые в данной статье, рисовались несколько лет назад и оригинальные файлы формата .spl безвозвратно утеряны. Из-за чего проблематично было оперативно внести необходимые изменения в схему, в частности рис.1. Поэтому приведу ниже подкорректированное и правильное соответствие частот генератора и диапазонов измерений:
- 1 МГц — 100 пФ — 100 мкГн
- 100 кГц — 1000 пФ — 1 мГн
- 10 кГц — 0,01 мкФ — 10 мГн
- 1 кГц — 0,1 (+100) мкФ — 100 мГн
- 100 Гц — 1 (+1000) мкФ — 1 Гн
- 10 Гц — 10 (+10000) мкФ — 10 Гн
- (в скобках указаны значения ёмкости для электролитических конденсаторов)
- Материал в редакцию сайта Радиосхемы прислал автор — Андрей Барышев.
- Форум по измерительной технике
- Форум по обсуждению материала Универсальный стрелочный прибор для проверки деталей
Индикатор
Для начала работы освоить методику определения погрешностей формы цилиндрических поверхностей и приобрести навыки практического использования индикаторного нутромера и индикаторной головки.
https://www.youtube.com/watch?v=kBzs2rQiB78
Приборы и принадлежности, которые будем использовать: индикаторный нутромер, индикаторная головка со штативом, детали для измерения, набор концевых мер длины (КМД), принадлежности к КМД.
При анализе точности геометрических параметров деталей различают поверхности: номинальные (идеальные, не имеющие отклонений формы и размеров), форма которых задана чертежом, и реальные (действительные), которые ограничивают деталь. Реальные поверхности деталей получают в результате обработки или видоизменения при эксплуатации машин. Реальное расположение поверхности (профиля) определяется действительными линейными и угловыми размерами.
Термины и определения, относящиеся к основным видам отклонений и допусков формы и расположения, установлены ГОСТ 24642-81. Под отклонением формы поверхности (или профиля) понимают отклонение формы реальной поверхности (реального профиля) от формы номинальной поверхности (номинального профиля).
Рассматривают следующие отклонения формы цилиндрических поверхностей: в поперечном сечении – отклонение от округлости, в продольном – отклонение профиля продольного сечения.
Частичными видами отклонений от круглости являются вальность и огранка.
Овальность – отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой овалообразную фигуру, наибольший и наименьший диаметры которой находятся во взаимно перпендикулярных направлениях (рис.1 а). Огранка – отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой многогранную фигуру (рис. 1 б).
Рисунок 1. «Отклонения формы цилиндрических поверхностей в поперечном сечении».
Частичными видами отклонения профиля продольного сечения являются конусообразность, бочкообразность и седлообразность.
Рисунок 2. «Отклонение от цилиндричности и профиля продольного сечения.
Конусообразность – отклонение профиля продольного сечения при котором образующие прямолинейны, но не параллельны (рис. 2 а).
Бочкообразность – оклонение профиля продольного сечения, при котором образующие непрямолинейны и диаметры увеличиваются от краев к середине сечения (рис. 2 б).
Седлообразность – отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие непрямолинейны и диаметры уменьшаются от краев к середине сечения (рис. 2 в).
Количественно оценить величину отклонений цилиндрических поверхностей можно из уравнения:
/ = (d*r max.-d*r min.)/2
d*rmax. – наибольший реальный размер поверхности.
d*rmin. – наименьший реальный размер поверхности.
Знак и числовое значение допуска вписывают в рамку (рис. 3), состоящую из двух частей, указывая не первом месте (в левой части) знак, на втором – числовое значение допуска в миллиметрах.
Линии, соединяющие рамку с контролируемой поверхностью, следует проводить от передней части рамки, как указано на рисунке.
Направление стрелки долино соответствовать направлению измерительного наконечника измерительного прибора.
Как проводить работу с индикатором?
Первым делом необходимо изучить устройство индикаторного нутромера и подготовить его к работе (рис. 4).
Для этого необходимо со стороны, противоположной подвижному измерительному стержню, установить сменную измерительную вставку 12, соответствующую номинальному размеру проверяемого отверстия, которое указано на чертеже детали.
В верхней части трубчатого корпуса 7 установить индикатор и опускать его до тех пор, пока стрелка не сделает один оборот. В этом положении закрепить индикатор винтом 10. Нажатием на измерительный наконечник проверить функционирование прибора. Движение стрелки индикатора в обоих направлениях должно быть плавным.
Рисунок 4. Схема индикаторного нутромера.
По блоку плоскопараллельных концевых пар установить прибор в нулевое положение (рис. 5). Для этого по чертежу или штангенциркулем определить номинальный размер проверяемого отверстия и составить блок концевых мер (эталонный размер) 6. К измерительным поверхностям крайних концевых мер, входящих в блок, притереть боковики 3 и 5 и закрепить в державке 1 (рис. 5).
Прибор ввести в пространство между боковиками таким образом, чтобы измерительный стержень 4 и вставка 2 касались боковиков.
Для обеспечения измрения положительных и отрицательных отклонений отрегулировать длину выступающей части вставки (или установить необходимые удлинительные кольца под буртик вставки с фиксированной длиной) так, чтобы стрелка индикатора отклонилась на 1-5 оборотов по часовой стрелке от свободного положения измерительного наконечника.
При этом нужно добиться, чтобы указатель оборотов (малая стрелка индикатора) показывал целое число. Путем покачивания прибора в вертикальной, а затем в горизонтальной плоскостях, перпендикулярных измерительным поверхностям боковиков, добиться крайнего положения стрелки индикатора. Это положение соответствует расстоянию между измерительными наконечниками, равному размеру блока концевых мер.
Рисунок 5. Схема установки индикаторного нутромера в нулевое положение
Поворотом ободка индикатора совместить нулевое деление шкалы со стрелкой. Затем еще раз проверить правильность установки прибора в нулевое положение последовательным покачиванием его в двух плоскостях.
Необходимо знать, что в свободном состоянии размер между измерительными поверхностями нутромера больше, чем в момент контакта с плоскостями боковиков.
Блок концевых мер разбирать не следует.
Измерить диаметр отверстия. Для определения отклонений от правильной геометрической формы отверстия (овальности, конусообразности, бочкообразности и др.) его измерения следует призвести во взаимно перпендикулярных продольных плоскостях 1-1 и 2-2 в трех поперечных сечениях (1-1, 2-2, 3-3) по глубине отверстия (6, а).
Рисунок 6. Схема измерений цилиндрического отверстия: а – измеряемые сечения; б – отсчет показателей прибора.
Наклонив прибор, ввести его в измеряемое отверстие и установить измерительные стержни на уровне поперечного сечения в продольной плоскости 1-1 обеспечивается центрирующим мостиком. Для установки измерительной линии перпендикулярно оси отверстия прибор слегка покачать в плоскости 101 (рис. 6, б).
В положениях В и С линия измерения не перпендикулярна оси изделия. Положение А соответствует перпендикулярному расположению измерительных поверхностей прибора относительно оси изделия. Оно фиксируется наибольшим отклонением стрелки индикатора в направлении по часовой стрелке.
- Действительное значение измеряемого диаметра определить по формуле.
- Dr=Dn+Er;
- где Dn – размер блока концевых мер, по которому установлен нутромер в нулевое положение (номинальный или эталонный);
- Er – действительное отклонение, полученное отсчетом по шкале индикатора с соответствующим знаком.
- Размер блока концевых мер записать в графу «Эталонный размер» отсчета.
Необходимо помнить, что при измерении отверстия, которое больше эталонного, стрелка индикатора отклоняется против часовой стрелки (+), а при измерении отверстия меньшего размера по часовой стрелке (-).
Если размер отверстия отличается от размера блока концевых мер более чем на 1 мм, то в момент отсчета следует учитывать количество полных оборотов большой стрелки по указателю оборотов (малая стрелка индикатора).
Произвести измерения в поперечных сечениях 1-1, 2-2, 3-3, продольной плоскости 1-1, а затем в сечениях 1-1, 2-2, 3-3 плоскости 2-2. Результаты отклонения размеров записать в отчет.
После окончания измерений дать заключение о форме детали. Вычислить овальность отверстия в трех поперечных сечениях, а также величину отклонения профиля в продольных плоскостях 1-1 и 2-2 как полуразность наибольшего и наименьшего из трех размеров в каждой осевой плоскости.
Выполнить эскизы отверстия в плане с обозначением плоскостей 1-1 и 2-2 и эскизы двух продольных сечений (1-1 и 2-2) с изображением формы продольного сечения и указанием действительных размеров.
Порядок выполнения работы при измерении цилиндрических валов индикаторной головкой.
Ознакомимся с устройством индикаторной головки и подготовим ее к измерениям (рис. 7)
Перед измерением индикаторную головку закрепим в зажимном приспособлении какого-либо штатива и настроим на ноль по блоку концевых мер, соответствующему номинальному диаметру измеряемого валика.
Для этого измерительный наконечник 1 привести в соприкосновение с блоком так, чтобы маленькая стрелка 6 шкалы 5 отклонилась на одно-два деления , что позволит зафиксировать как положительные, так и отрицательные отклонения размеров контролируемой детали от номинального значения.
Вращая рифленый ободок 7, установить против большой стрелки 4 нулевой штрих основной шкалы 3.
Рисунок 7. Схема индикаторной головки
Измерить детали типа цилиндрического валика. Установить на предметный столик штатива измеряемый валик и , проталкивая его под измерительным наконечником индикаторной головки, определить максимальное отклонение большой стрелки от нуля по часовой стрелке, а затем в миллиметрах. При этом обратить внимание на знак отклонения.
Если стрелка отклонилась от нуля по часовой стрелке, он положительный, если против — отрицательный. Добавив отклонение с его знаком к номинальному размеру валика Dn, получим его реальный размер. Измерения произвести в трех поперчных сечениях 1,1-1,2-2 и полученные значения отклонений с их знаками внести в отчет.
{jcomments on}
Индикаторы часового типа и измерительные головки. Принцип действия. Виды
Главная / Техподдержка / Статьи / Индикаторы часового типа и измерительные головки. Принцип действия. Виды.
Тема нашей сегодняшней статьи посвящена индикаторам часового типа. Мы столкнулись с тем, что молодое поколение не совсем понимает, для чего же нужны такие измерительные устройства.
Они говорят, вот есть же микрометры, нутромеры, зачем ещё приобретать такой древний несуразный прибор, к которому ещё нужны крепления, которые могут стоить в несколько раз дороже, чем сам индикатор.
Так что сегодня, мы будем ломать сложившиеся у молодого поколения стереотипы и расскажем, зачем всё-таки нужен индикатор часового типа, и почему на крупных производствах, без него не обойтись.
Итак, индикатор часового типа — это измерительный прибор, отсчетное устройство, которое предназначается в основном для относительных измерений и контроля отклонений от заданных размеров геометрической формы деталей (рисунок 1).
Что скрывается за таким сухим определением?! Всё очень просто — индикатор часового типа используется для понимания, насколько изготовленная деталь отличается от эталонной, или, насколько одно высверленное отверстие отличается от эталонного.
Рисунок 1.Индикатор часового типа.
«В чем же смысл?» — спросите Вы — «ведь можно взять любой другой микрометрический прибор, и измерить». Смысл в том, что использование индикаторов часового типа в промышленных масштабах позволяет, во-первых, сэкономить время проведения проверки, а во-вторых, значительно сэкономить на закупке измерительных приборов, что в конечном итоге, приведет к повышению рентабельности бизнеса.
Всё ещё непонятно, почему использование индикаторов часового типа является эффективным? Тогда, возможно, есть смысл рассказать о том, как же они работают.
Индикатор часового типа (ИЧТ) — это навесное оборудование. В качестве держателя ИЧТ могут выступать различные штативы, скобы и подставки различных видов. Такие держатели должны отвечать требованиям жесткости и быть неподвижными при проведении измерений.
Подставки штативов, для удовлетворения этим условиям, должны быть либо очень массивными, либо должны быть жестко прикручены к столу, станку и другому стационарному оборудованию.
Подставки также бывают магнитными, что позволяет устанавливать их на вертикальной или наклонной поверхности металлических конструкций без использования других средств крепления (например, болтов). На рисунке 2 представлены различные виды держателей индикаторов часового типа.
Рисунок 2. Держатели и штативы с установленными индикаторами часового типа.
- Вообще, порядок проведения измерений с использованием ИЧТ можно описать следующим образом:
- — Установка циферблата на «ноль» — это значит, что перед проведением измерений, необходимо установить нулевое, исходное значение, используя эталон.
- — Поднятие измерительного стержня при помощи «ушка», расположенного вверху ИЧТ с одновременным извлечением эталонной детали из под индикатора часового типа.
- — Помещение измеряемой детали между основанием штатива и измерительной головкой ( твердосплавным шариком или наконечником) индикатора часового типа.
- — Опускание измерительного стержня
- — Снятие показаний отклонения размеров измеряемой детали (насколько, в сотых долях миллиметра отличается) от эталонной детали по циферблату ИЧТ.
- На рисунке 3 и рисунке 4 представлены примеры использования индикатора часового типа.
Рисунок 3. Использование индикатора часового типа для измерения отклонения уже готовой детали относительно эталона по всей её длине с использованием специальной подставки.
Рисунок 4. Использование индикатора часового типа для измерения отклонения изготавливаемой детали относительно эталонной в процессе её производства по всей длине и вокруг оси детали.
Теперь то вы понимаете насколько удобнее и быстрее использовать индикатор часового типа? Теперь о цене вопроса, любой микрометрический и штанген- прибор для измерения сверхмалых значений будет стоить не менее тысячи рублей и это при том, что для сравнения с эталоном, необходимо постоянно держать в памяти его значение, постоянно что-то выкручивать, вкручивать, сверять деления — на это уходит драгоценное рабочее время. Проверять же отклонение индикатором часового типа намного быстрее — потяните за «ушко», вставьте деталь и индикатор покажет отклонение. К тому же при поломке, заменить ИЧТ на новый можно, примерно, за триста рублей. Штатив при этом не меняется, что позволяет значительно удешевить эксплуатацию измерительных приборов в долгосрочной перспективе.
Ну что же, с первым вопросом мы разобрались. Давайте теперь рассмотрим классификацию и строение различных видов индикаторов, которые существуют на данный момент.
Как Вы могли догадаться, в механическом индикаторе малые измеряемые отклонения (в сотые доли миллиметра) путем прямолинейного перемещения измерительного стержня, преобразуются в большие, удобные для восприятия (благодаря заметному перемещению стрелки на индикаторе), при помощи специального зубчатого или часового передаточного устройства, пружины или электроники. Собственно от типа передаточного устройства зависит основная классификация индикаторов.
1. Индикатор часового типа — самый распространенный индикатор.
Внутри цилиндрического корпуса индикатора часового типа размещается реечно-зубчатая и шестеренная передачи, благодаря которым, возвратно-поступательное движение измерительного стержня преобразуется во вращательное движение стрелки индикатора.
Также, конструктивно, в ИЧТ имеет пружину, позволяющую исключить люфты шестерёночных передач. Индикатор таких приборов, чаще всего, многооборотный, т.е.
количество полных оборотов стрелки выносится на отдельный циферблат, что существенно увеличивает диапазон измерения отклонения и значительно повышает точность. Цена деления таких индикаторов обычно составляет 0,01мм. Примером индикатора часового типа может служить индикатор типа «ИЧ», специальный индикатор «ИЧС», а также индикатор для измерения твердости металлов «ИЧТ».
2. Рычажно-зубчатые индикаторы — отличием индикаторов такого типа от индикаторов часового типа является тот факт, что конструктивно, измерительные головки рычажно-зубчатых индикаторов имеют в неравноплечий рычаг, вместо шестеренно-зубчатой передачи.
Малое плечо рычага связано с измерительным стержнем, либо с измеряемой поверхностью, а большое плечо — со вторым неравноплечим рычагом и зубчатой передачей со стрелкой. Т.е., они тоже имеют часовой индикатор, но так уж сложилось, что название «индикатор часового типа» получили индикаторы предыдущего вида.
Рычажно-зубчатые измерительные головки могут быть многооборотными или однооборотными. Стоит отметить, что индикаторы данного типа гораздо точнее индикаторов часового типа. Цена деления у таких индикаторов обычно колеблется от 0,001 до 0,002мм. Рычажно-зубчатые индикаторы выпускаются в различных модификациях.
Существуют модели бокового действия, модели с непосредственным контактом измерительного рычага с измеряемой деталью либо с измерительным штоком. Примером рычажно-зубчатого индикатора служит индикатор модели «ИРТ», а также индикатор модели «ИРБ».
3. Пружинные измерительные головки — (микрокаторы, микаторы (малогабаритные) и миникаторы) — считаются самыми точными рычажно-механическими измерительными устройствами. Здесь, чувствительным элементом выступает завитая пружина со стрелкой.
Перемещаясь, рычаг воздействует на пружину, изменяя её длину, что приводит к повороту стрелки. Благодаря отсутствию трения в этой конструкции, достигается высокая точность показаний. Цена деления у таких приборов достигает 0,1мкм (или 0,0001мм).
Преимуществом также является — простота конструкции, долговечность работы и отсутствие мертвого хода. В качестве примера измерительной головки можно взять модель «ИГ» и «МИГ».
4. Электронные индикаторы — могут иметь как рычажно-зубчатую, так и присущую индикаторам часового типа, шестеренную передачу, но индикатор, здесь, имеет вид электронно-цифрового табло. Индикатором с электронным табло является индикатор «ИЧЦ».
Помимо основной классификации, те же самые приборы, можно разделить в зависимости от типа индикатора (часовой тип или электронно-цифровой), а также в зависимости от типа перемещения измерительного стержня (параллельно шкале или перпендикулярно).
Также, разделяют индикаторы в зависимости от назначения: для измерения отклонений в размерах отверстий, деталей, для измерения отклонения в твердости металлов, для настройки различных узлов и агрегатов, для проверки износа оборудования.
Главными показателями, на которые стоит обратить внимание при выбореиндикатора часового типа — это Цена деления и диапазон. Чем меньше цена деления — тем точнее будут измерения. Чем больше измеряемый диапазон — тем большее отклонение (в мм) может измерять индикатор.
Индикаторы широко применяются в машиностроении, металлообработке, производстве приборов, деталей и агрегатов. Индикаторы часового и других типов универсальны, просты в эксплуатации и стоят недорого.
Ремонт приборов часть 2
-
На карте электрических цепей знаком «×» обозначены элементы,
непосредственно входящие в цепь измерения, знаком «+» обозначены элементы,
шунтирующие измерительную цепь меньшим суммарным сопротивлением, знаком «О»
элементы, шунтирующие измерительную цепь большим суммарным сопротивлением, чем
суммарное значение измерительной цепи. -
С помощью карты электрических цепей можно определить, какие элементы и в
какой ступени использованы на том или ином пределе измерения, а следовательно,
и предполагаемые неисправные элементы прибора как непосредственно при
«прозвонке» элементов, так и при анализе ситуации. - *
Например, при измерении прибором Ц4315 постоянного напряжения показания
оказались завышенными на всех пределах, следовательно, можно предположить , что
есть обрыв в шунтирующей цепи, элементах, обозначенных знаком «0» — резисторах R1 – R10, R28, R30 или нормальнозамкнутой паре
контактов 10 – 11 переключателя SB1.3.
Пусть при измерении этим же прибором постоянного тока на
пределах 0,5, 1, 5 и 25 мА показания завышены, это говорит о исправности (или,
по крайней мере, об отсутствии обрыва) резисторов R5 – R10, R28, R30 и пары контактов 10 – 11
переключателя SB1.3.
Пусть при измерении этим же прибором постоянного тока на пределах
0,5, 1, 5, и 25 мА показания завышены, это говорит о неисправности (или, по крайней мере, об
отсутствии обрыва) резисторов R5 – R10, R28, R30 и пары контактов 10 -11 переключателя SB1.3.
Если на пределах 0,1, 0,5,
2,5 А показания отсутствуют, это значит, что измерительная цепь
(элементы, обозначенные знаком «×») нарушается при переключении
резистора R4 из шунтирующей цепи в измерительную.
В этом случае можно утверждать
однозначно, что на участке цепи резистора R4 есть обрыв, а исправность
резисторов R1 – R3 требуется проверить, подготовив прибор для измерения постоянного тока
на пределе 0,1 А, и измерить сопротивление входной цепи омметром.
При исправных
резисторах показания омметра должны быть равны 2 Ом.
Для установления неисправности нужно прибор вскрыть. Вывернуть винты,
снять тыльную табличку, а затем, вывернув винты, крепящие крышку, отделить её
от корпуса. Изъять встроенный источник питания.
Отпаять от одного из входных лепестков измерительного механизма
соответствующие элементы или проводники. При наличии защитных диодов их также
следует отпаять с одной стороны.
Эти меры позволят избежать повреждений
измерительного механизма при «прозвонке» цепей прибора омметром, ток в
измерительной цепи которого, как правило, значительно превышает ток полного
отклонения измерительного механизма.
Кроме того, исключается взаимное
шунтирующее влияние элементов.
Пользуясь схемой расположения элементов, найти соответствующие элементы
на монтажной плате прибора и произвести их ориентировочные измерения омметром.
Особое внимание обратить на элементы со следами перегревания (потемневшие,
растрескавшиеся).
При проверке сопротивления резисторов омметр должен показывать значения,
указанные в перечне к принципиальной электрической схеме прибора с учётом
погрешности омметра.
В случае отклонения резистор выпаять и более тщательно
исследовать. Переменный резистор проверяют, подключая омметр к среднему и
одному из крайних выводов и вращая ручку «Уст.
0», при этом изменение показаний
омметра должно быть плавным, без срывов и скачков.
Отсутствие соединений между элементами проверяют визуально – на наличие
надёжной пайки и омметром. Обрыв в цепи универсального шунта иногда
обнаруживают визуально по обгорелой поверхности элементов с последующей
проверкой проводимости.
Переключатели должны работать чётко, без больших усилий и с надёжной
фиксацией в каждом положении, переходное сопротивление замкнутых контактов
должно быть равно нулю.
Об исправности диодов выпрямителя (кнопка «~» переключателя не нажата)
судят по выполнению условия Rобр/Rпр> 10, где Rобр и Rпр – показания омметра при измерении
обратного и прямого сопротивления диода (Rпр= 10….100 Ом).
Обрыв растяжек легко обнаруживают при осмотре измерительного механизма.
Обрыв цепи рамки определяют с помощью устройства, схемы которого изображены
на рисунке 1. Сопротивление резистора R1 находят из выражения R1≥U/Iн, где U – напряжение источника, Iн – ток полного отклонения
измерительного механизма.
Возможность свободного перемещения подвижной части измерительного
механизма (отсутствие затирания) проверяют путём воздействия на стрелку прибора
потока воздуха в направлении её движения.
Дунув на стрелку так, чтобы она
отклонилась до конечной отметки шкалы (или упора), наблюдают за возвращением
стрелки.
При наличии задеваний стрелка будет возвращаться скачками или
остановится, не дойдя до нулевой отметки.
При закрытом измерительном механизме отсутствие затирания проверяют
путём плавного увеличения показаний прибора до крайней отметки шкалы, а затем
уменьшения их до нуля. Затирание может быть вызвано попаданием в магнитный
зазор мелких посторонних предметов или стальных опилок либо зацеплением
подвижных деталей измерительного
механизма за неподвижные.
Неуравновешенность измерительного
механизма определяют наклоняя прибор в разные стороны на угол 5 градусов. Если
при этом стрелка прибора отклоняется от
нуля более чем на значение основной погрешности по шкале постоянного тока, то
это означает, что измерительный механизм уравновешен неудовлетворительно.
Все резисторы, кроме подгоночных, подбирают с точностью, указанной в
перечне элементов к принципиальной электрической схеме прибора.
Перед
установкой новые резисторы рекомендуется подвергнуть электрической тренировке,
пропуская через них номинальный ток в течении нескольких часов.
Если требуемых
резисторов найти не удалось, то следует взять резисторы со значениями
сопротивления, наиболее близкого к требуемому, но меньше.
Затем, удалив слой
краски, надфилем осторожно уменьшают толщину токопроводящего слоя и тем самым
увеличивают сопротивление резисторов до
требуемого значения. После подгонки токопроводящий слой покрывают лаком и тщательно
просушивают. При отсутствии омметра требуемой точности или моста постоянного
тока резисторы подгоняют на месте их установки, измеряя заранее известные или
контролируемые значения величин (рис. 1, рис. 2).
-
-
Неисправный универсальный шунт
заменяют на исправный, при его наличии, или изготавливают самостоятельно. Для этой цели берут
манганиновый провод соответствующего диаметра (или меньшего диаметра, но
несколько проводов n) и отрезают отрезок провода, длинна lш (в
метрах) которого определяются значением сопротивления резистора Rш
(в омах) шунта с учётом мест пайки: -
lш = Rш/Ro +
0,008, (lш
= (Rш/Ro)n + 0,008, - где Ro
– значение сопротивления l
м провода выбранного сечения, Ом. Если
значение Ro неизвестно, то измеряют сопротивление R имеющегося
отрезка провода длинной lп,
тогда искомая длинна: -
l`ш
=( lп×Rш)/R + 0,008.
Резисторы шунта (отрезки манганинового провода) впаивают на
соответствующие места и, если больше других неисправностей не обнаружено,
подгоняют их значения к требуемым следующим образом. Собирают установку по
схеме, изображённой на рис.
3, и, начиная с большего предела измерения,
подгоняют показания ремонтируемого прибора РА1 к показаниям образцового прибора
РА2 путём уменьшения сечения соответствующего шунта (на карте электрических
цепей он обозначен знаком «+») надфилем по всей длине при занижении показаний
ремонтируемым прибором или увеличения площади пайки в местах соединения при
завышении. Измерения производят на последней трети шкалы.
Далее переходят на следующий предел измерения и повторяют операции для
следующего шунта, не трогая предыдущий. После подгонки последнего шунта
результаты подгонки проверяют, начиная с большего, при необходимости подгонку
повторяют.
Ремонт переключателя пределов измерений заключается в удалении нагара и
окисла с контактов промывкой спиртом (ацетоном), при наличии оплавления
зачисткой мелкой наждачной бумагой, в устранении деформации подвижного
контакта.
В переключателе рода работы отсутствие надёжной фиксации штока секции
может быть устранено подгибанием пружины фиксатора, удалением препятствий для
свободного перемещения рейки-фиксатора и заменой износившихся деталей.
Для
смены штока (также при чистке или смене подвижных контактов) необходимо снять
нижнюю арматуру переключателя, предварительно отогнув выступы, удерживающие от
горизонтального перемещения секции, отделить клавишу от штока, вынуть стопорную
пластину из паза штока и снять
возвратную пружину. Затем, надавив со стороны клавиши на шток, осторожно
вытянуть его из секции. После устранения дефекта переключатель собирают в
обратном порядке. Шток устанавливают в секцию при смещённой в сторону пружине
рейки-фиксатора, подвижные контакты устанавливают попарно по очереди по мере
введения штока.
После замены диодов выпрямителя необходимо проверить градуировку шкал на
переменном токе.
Для этого подключают прибор на одном из пределов переменного
тока или напряжения к источнику переменного тока частотой 50 Гц с коэффициентом
искажения формы кривой не более 2% и по образцовому прибору устанавливают в
цепи проверяемого прибора значение тока или напряжения, равного выбранному
пределу измерения (см. Рис. 2б).
Подгоночный резистор, предназначенный для регулировки (подгонки) в цепи
переменного тока, подбирают так, чтобы при указанных условиях стрелка
измерительного механизма отклонялась до конечной отметки шкалы, после чего
проверяют соответствие промежуточных
оцифрованных отметок шкалы переменного тока. При несоответствии,
большем, чем на основную погрешность от значения предела измерения, шкалы
переменного тока, «dB» и ёмкости необходимо переградуировать.
Подгоночные резисторы большинства комбинированных приборов представляют
собой катушки с намотанным на каркас манганиновым проводом.
Ремонт подгоночных
резисторов заключается в замене обгоревшего манганинового провода на
манганиновый провод нужного диаметра или несколько большего, но значение
сопротивления которого должно обеспечить требуемый диапазон измерения.
Сопротивление резистора подгоняют изменением длины провода.
Самым сложным и ответственным этапом является ремонт измерительного
механизма. Неуравновешенность измерительного механизма устраняют путём
добавления или уменьшения количества припоя на противовесе. При искривлении
стрелки перед уравновешиванием её нужно выпрямить.
Для замены растяжек прежде всего необходимо иметь соответствующие
растяжки и граммометр. Граммометр (он подобен обычным пружинным весам) можно
изготовить самостоятельно, оттарировав его с помощью набора гирь или медных монет. К подвижной
части граммометра надёжно прикрепляют отрезок одножильного хорошо залуженного
провода диаметром 0,4…0,6 мм.
Измерительный механизм извлекают из корпуса и с помощью деревянных
миниатюрных клиньев закрепляют рамку неподвижно и симметрично относительно
постоянного магнита с четырёх сторон, не допуская деформации рамки. Тщательно
очищенным от окалины и хорошо залуженным паяльником с диаметром жала 1,5….
2,5
мм удаляют остатки оборванных растяжек с рамки и с шайб корпуса механизма и к
буксам рамки с обеих сторон припаивают новые растяжки. Продёрнув свободные
концы растяжек в отверстия соответствующих шайб (у мест пайки), подпаивают одну
из них к проводнику граммометра и задают необходимое натяжение в направлении,
перпендикулярном торцу рамки.
Не изменяя натяжения, растяжкой касаются места
пайки и сгибают её. В таком положении растяжку припаивают.
Далее, удалив деревянные клинья, освобождают рамку измерительного
механизма и припаивают вторую растяжку способом, описанным выше. Перегрев
растяжек не допускается. Проверяют ток полного отклонения измерительного
механизма.
При отклонении более чем на 10% от номинального значения растяжку
перепаивают, при отклонении менее чем на 10% показания подгоняют к номинальному
значению путём дополнительного намагничевания или плавного размагничевания
магнитной системы.
При токе полного отклонения выше номинального параллельно
измерительному механизму можно подключить шунтирующий резистор. Выступающие
концы растяжек удаляют боковыми кусачками и помещают механизм в корпус.
При обрыве в цепи рамки измерительный механизм ремонту не подлежит и
требует замены.
После ремонта или замены деталей, влекущих за собой изменение параметров
прибора, о чём было сказано ранее, необходима его подгонка. В зависимости от
характера ремонта подгонку можно начинать с того или другого этапа,
придерживаясь такой последовательности:
1. Настройка и регулировка измерительного механизма.
2. Подгонка суммарного сопротивления измерительного механизма и подгоночного резистора до номинального значения при температуре 20 градусов цельсия.
3. Подгонка сопротивления резисторов шунта на постоянном токе.
4. Проверка совпадения отклонений стрелки до конечной отметки шкалы на всех пределах измерения постояннного тока.
5. Проверка градуировки шкал переменного тока после замены диодов выпрямителя.
6. Подгонка прибора на переменном токе.
7. Проверка совпадения отклонений стрелки до конечной отметки шкалы на всех пределах измерения переменного тока.
8. Проверка показаний встроенного омметра на всех пределах.
9. Проверка фарадометра.
10. Проверка и настройка вспомагательных устройств в соответствии с техническим описанием прибора.
После устранения неисправности
необходимо места паек и подгоночных поверхностей покрыть цапон-лаком, собрать
прибор и проверить его.
В радиолюбительских условиях в качестве образцового обычно выбирают
более точный, заведомо исправный прибор, в том числе цифровой.
Показания поверяемого прибора с показаниями образцового (рис. 2,
рис. 3)
На всех оцифрованных отметках сличают
только на одном из пределов измерения постоянного тока и напряжения,
переменного тока и напряжения, на остальных пределах проверяют совпадение
отклонений стрелки до конечной отметки шкалы.
Загрузка...
