4.11.2. Вимірювальні перетворювачі

Дія автоматизованих пристосувань, контрольних автоматів і засобів активного контролю засновано на використанні різного роду вимірювальних перетворювачів. Вимірювальний перетворювач як складовий елемент входить в датчик, який є самостійним пристроєм, і окрім перетворювача містить вимірювальний шток, важіль з наконечником, що передає механізм, елементи настройки і ін. Решта елементів електричного ланцюга вимірювальної (контрольною) системи конструктивно оформляє у вигляді окремого пристрою (електронного блоку, або електронного реле). Найбільшого поширення набули вимірювальні (контрольні) засоби з електроконтактами, пневмоэлектроконтактными, індуктивними, місткостями, фотоелектричними, радіоізотопними, механотронными, реостатними, фазовими, струнними, вібраційно-частотними і електронними перетворювачами.

Основні вимоги до вимірювальних перетворювачів:

1. Об'єктивність і достовірність вимірювальної інформації про стан контрольованого об'єкту.

2. Вимірювальна інформація про стан контрольованої фізичної величини повинна видаватися без яких-небудь проміжних перетворень безпосередньо в ЕОМ, статанализатор, цифропечатающие машини і інші подібні пристрої.

3. Вимірювальна система повинна забезпечувати можливість швидкої перебудови при зміні технологічних процесів і бути уніфікованою при вимірюванні різних фізичних параметрів при незначних змінах окремих блоків цієї системи.

4. Вимірювальна система повинна мати метрологічні характеристики, що забезпечують необхідну точність і надійність контролю і високу продуктивність.

5. Вимірювальна система повинна володіти можливістю дистанційного вимірювання, бути простій і надійною при настройці і перевірці в умовах експлуатації.

Прилади з перетворювачами електроконтактів [50]. У перетворювачах електроконтактів певна зміна контрольованої величини приводить до замикання (розмиканню) електричних контактів ланцюгів, керівників виконавськими елементами системи.

Розрізняють перетворювачі граничні - для контролю граничних розмірів деталей і амплітудні - для контролю амплітуди лінійного параметра, що змінюється (відхилення форми, погрішності положення і т. п.). У граничному перетворювачі (рис.4.58, а і б) електроконтакта зміна контрольованої величини передається через вимірювальний шток 1 до рухомих контактів 2 і 6, розташованим на важелі 4. Регульовані контакти 3 і 5, один з яких працює на розмикання, інший - на замикання, настроюють за допомогою мікрометричних пар з шкальними пристроями. У амплітудному перетворювачі (мал. 4.58, в) вимірювальний стрижень 1 жорстко скріпляє з фрикційною пластиною 2, яка підтискається пластинчастою пружиною до підшипника 3. Підшипник несе на собі важіль 4 з контактами 5 і 9. Механічний контакт 8 є нерегульованим і служить упором, який при ході стрижня вниз і прослизанні фрикційної пари 2 - 3 забезпечує установку нуля відліку

контрольованої амплітуди. При ході стрижня 1 вгору і неприпустимо великій амплітуді електричні контакти 5 і 6 замикаються. Важіль 10 з гвинтом 7 служить дляарретирования вимірювального стрижня. При необхідності відліку розміру може бути встановлена індикаторна головка 11.

Недоліками приладів з перетворювачами електроконтактів є низька надійність контактних пар, невисока чутливість, мале число команд, малі межі вимірювань, релейний (пороговий) вихідний сигнал.

Прилади зпневмоэлектроконтактными перетворювачами [50]. У пневматичних приладах використовують залежність або між площею S подовжнього каналу повітропроводу і витратою стислого повітря при постійному тиску р (ротаметры), або між тиском р і витратою Q повітря (манометри). При безконтактному методі вимірювання як заслінка вимірювального сопла 1 використовують контрольований виріб D (мал. 4.59, а). Зміна висоти виробу приводить до зміни зазору  і, отже, контрольованої витрати повітря, що протікає через вимірювальне сопло діаметром d2. При контактних методах (мал. 4.59, б—д) з вимірювальним наконечником 3 механічно зв'язана заслінка 2, яка також може мати конусну, параболічну або сферичну форму.

а) б) в) г) д) е)