КОНСТРУИРОВАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Конструирование измерительных приборов Тема: Расчет и конструирование типового измерительного прибора Кинематическая схема многооборотной измерительной головки с 2-х шкальным отсчетным устройством L

Конструирование измерительных приборов Техническое задание Область применения Прибор служит для измерения с высокой точностью перемещения стержня (шпинделя). Технические требования 1. Основная погрешность показаний прибора не должна превышать….мкм, диапазон измерений -…. мм, цена деления шкалы - …., мкм (вписать из задания на курсовое проектирование). 2. Диаметр шкалы не более …. мм.

Конструирование измерительных приборов Синусный механизм Кулисный механизм Зубчатая передача Отсчетное устройство Где - чувствительность элементарных механизмов; - перемещение измерительного стержня, мм; - перемещение стрелки по шкале, мм; - входные и выходные перемещения элементарных механизмов (преобразователей). - параметры кулисного механизма - длинна синусного рычага

Конструирование измерительных приборов 1. Расчет параметров шкального отсчетного устройства 1.1. Необходимое число делений отсчетного устройства где - заданный диапазон показаний по отсчетному устройству, с – цена деления

Конструирование измерительных приборов 1.2. Число делений, которое можно разместить на шкале – 200. Если требуемое число делений не укладывается в заданный диаметр шкалы, то устанавливаются две шкалы – грубого и точного отсчета. Цена деления шкалы грубого отсчета где - число делений шкалы точного отсчета (рекомендуется принимать равным 20, 50, 100 или 200) - цена деления шкалы точного отсчета (указана в техническом задании).

Конструирование измерительных приборов 1.3. Чувствительность механизма прибора – это отношение отклика к воздействию, т.е. отношение величины перемещения ведомого звена к вызвавшему его перемещению ведущего звена где - длина деления (длина деления ШТО в двухшкальном отсчетном устройстве), с- цена деления После выбора параметров шкал следует изобразить эскизы шкал, на которых указать их оцифровку. - наибольший (рабочий) угол поворота ШТО.

Конструирование измерительных приборов 1.4. Выбор параметров шкал а) определение цены деления шкалы грубого отсчета (ШГО) где -цена деления шкалы точного отсчета (ШТО) -число делений шкалы точного отсчета.

Конструирование измерительных приборов б) определение числа делений грубого отсчета через выражение Пример 1. Предел измерения по отсчетному устройству (диапазон измерений) O -1,5 мм. 2. Цена деления 0,002 мм. Требуемое число делений п/п

Конструирование измерительных приборов 1.5. Эскизы шкал 0 0, мкм мм ШТО ШГО На шкале (диаметром до 80 мм) следует располагать не более 25 цифр, числа отсчета должны состоять не более чем из 3 х цифр, за исключением конечного значения, если их больше, то следует использовать коэффициент 10 n.

Конструирование измерительных приборов 2. Расчет параметров зубчатой передачи 2.1. Передаточное отношение зубчатой передачи должно быть выбрано из таблицы. Число зубьев триба в передачах приборов принимают равным 12 или 14. Рекомендуемые диапазоны углов поворота ведомого звена передаточного механизма Параметры Одно оборотная ИГ Много оборотная ИГ Рычажная скоба Диапазон углов поворота стрелки прибора Диапазон углов поворота ведомого звена рычажного механизма Передаточное отношение зубчатой передачи - 996

Конструирование измерительных приборов 2.2. Расчет геометрических размеров зубчатых колес a)Однооборотная ИГ. b)Рычажная скоба c)Многооборотная ИГ Передаточное отношение

Конструирование измерительных приборов 2.3. Расчет наибольшей кинематической погрешности зубчатой передачи рекомендуется производить по методу максимума – минимума. Наибольшая кинематическая погрешность двухступенчатой зубчатой передачи прибора это сумма максимальных значений кинематических погрешностей зубчатых пар, приведенных к оси ведомого колеса (валик, на котором закреплена стрелка прибора):

Конструирование измерительных приборов Допуск на кинематическую погрешность зубчатого сектора можно уменьшить в 3-4 раза, по сравнению с обычным колесом т.к. это колесо совершает неполный оборот.

Конструирование измерительных приборов Погрешность положения стрелки прибора по шкале, вызванная наличием кинематической погрешности зубчатых колес Эта погрешность не должна превышать 1/3 длины деления ШТО ПРИМЕЧАНИЕ. В приборах с одноступенчатой зубчатой передачей колеса отсутствуют, коэффициент А=1. Проверка выполнения требований по точности

Конструирование измерительных приборов 3. Расчет оптимальных значений параметров рычажного механизма. 3.1 Расчет длины рычага синусного механизма. Если предварительно принять q=2 и те значения Ψ, которые представлены в таблице то: для оборотной и многооборотной ИГ для рычажной скобы 3.2 Расчет оптимальных значений параметров кулисного механизма

Конструирование измерительных приборов Обозначим тогда Требуется так подобрать параметр, что бы погрешность на всем диапазоне измерений имела наименьшее значение. Для расчета можно использовать функции Чебышева П.Л. наименее уклоняющиеся от нуля (многочлен 3 й степени для нормированного промежутка [от-1 до +1]

Конструирование измерительных приборов

В рабочей таблице щелкните по ячейке, где вписана формула для теоретической погрешности, соответствующая 9-й точке шкалы для половины диапазона (ячейка Н12) и дайте команду Сервис Подбор параметра. В появившемся окне «Подбор параметра» в поле Установить в ячейке введите номер ячейки Н12, в поле Значение введите 0, в поле Изменяя значение ячейки введите адрес ячейки $I$4 (куда помещено значение параметра g=2 и нажмите ОК. В результате расчета будет определено оптимальное значение параметра g=L/I 2, следовательно, L=g*I 2. Примем L=10….20 мм, тогда I 2 =10….20/g

Конструирование измерительных приборов Передаточное отношение (чувствительность) преобразователей объединяет одно уравнение связи В результате расчета оптимального значения параметра q изменилось значение S 2 Рассчитаем новое значение чувствительности третьего или четвертого преобразователей Причем передаточное отношение изменять нежелательно

Конструирование измерительных приборов I A 8 3 Б Б Вид А Б - Б

Конструирование измерительных приборов