2.5. Механотронные датчики

В основу работы механотронных датчиков положено изменение электрических характеристик электровакуумных приборов в зависимости от взаимного расположения электродов, относительное перемещение которых достигается механическим путем.

Рис. 24. Схема механотронного датчика

В механотронном датчике (рис. 24) перемещение штока 1 вызывает изменение положения сдвоенного анода 3 по отношению к накаленному катоду 4 в вакуумном баллоне.

Герметичность баллона обеспечивается с помощью гофрированной эластичной трубки 2, допускающей перемещение штока и анодов в вертикальной плоскости. В зависимости от взаимного расположения электродов изменяются характеристики датчика по току и напряжению, что и фиксируется прибором или используется для подачи сигналов управления.

Надежность механотронных датчиков обеспечивается герметизацией баллона и отсутствием непосредственного соприкосновения электродов (датчик так же, как и индуктивный, в этой части является бесконтактным). Среди конструкций механотронных датчиков имеются такие, которые обеспечивают возможность много диапазонной рассортировки деталей. Для этого к выходу механотрона через усилитель подключаются токовые реле, или реле напряжения, настроенные на определенные пороги срабатывания.

Во многих САК применяется малогабаритный механотронный датчик 6МХ1С. Пределы измерения датчика ± 100 мкм, чувствительность по току - изменение анодного тока при изменении расстояния между анодом и катодом - 30 мкА/мкм.

2.6. Радиоактивные датчики

Радиоактивные датчики основаны на использовании свойств радиоактивных излучений: проникать сквозь вещество, рассеи­ваться веществом и ионизировать вещество.

Для контроля линейных размеров применяются датчики, в которых величина поглощения или рассеяния потока радиоак­тивного излучения функционально связана с контролируемой ве­личиной.

На рис. 25 показана простейшая принципиальная схема датчика для контроля толщины листа.

Рис. 25. Блок-схема радиоактивного датчика для контроля толщины листа

Поток радиоактивных излучений от источника 1, пройдя сквозь контролируемую деталь 2, попадает в приемник 5, где в зависимости от интенсивности потока (от толщины изделия) создается определенной величины электрический сигнал, кото­рый усиливается и преобразуется промежуточным преобразова­телем 4 и далее поступает на указательное или командное уст­ройство 5.

Измерение размеров с помощью обратного рассеяния потока излучений показано на рис. 26.

Рис. 26. Блок-схема датчика для контроля тол­щины листа с помощью обратного рассеяния ра­диоактивного потока:

1 – пучок радиоактивного излучения; 2 — поверхность изделия; 3 — приемник; 4 — промежуточный преобразо­ватель; 5 — указательное устройство

При направлении пучка радиоактивного излучения 1 на по­верхность изделия 2 с определенной толщиной часть лучей про­ходит сквозь изделие, а часть лучей претерпевает рассеяние ве­ществом и изменяет свое первоначальное направление. Обратное рассеяние излучения происходит не только на поверхности изде­лия, но и на разной его глубине в зависимости от толщины изде­лия. Измеряя интенсивность отраженного потока, можно судить о толщине изделия.

Датчики, использующие эффект рассеяния излучений, нашли применение для измерения толщины изделий, доступных только с одной стороны, а также для определения толщины покры­тий.

Радиоактивные датчики це­лесообразно применять в отра­слях промышленности с тяже­лыми условиями эксплуатации (запыленность, влажность, вы­сокие температуры, агрессивная среда).

Эти датчики успешно используются для автоматизации технологических процессов из­готовления проката металлов, резины, бумаги, стекла, всевоз­можных пленок, автоматизации линейного и кузнечно-прессового производства.

К достоинствам радиоактивных датчиков можно отнести то, что они позволяют вести бескон­тактные измерения при больших скоростях проката со значительными величинами вибраций и колебаний измеряемого объ­екта, при значительных колебаниях температуры в зоне изме­рения.

Однако использование источников ядерного излучения всегда связано с необходимостью защиты обслуживающего пер­сонала от воздействий излучения. Меры защиты от излучения источников установлены специальными правилами. Поэтому радиоактивные датчики необходимо применять только тогда, когда другие датчики не могут решить поставленных задач, либо когда применение их дает существенные преимущества в надежности и точности измерений.