Устройство, работа и область применения компаратора
Что касательно компараторов, то это название пошло от принципа работы. Таким образом работают различные приборы, которые имеют возможность производить измерения принципом сравнения с эталоном. Таким образом, к этому виду оборудования вполне имеется возможность отнести тот же самый тип весом с одинаковыми плечиками.
Имеется в настоящее время три типа компараторов, начиная от электрического, заканчивая механическим и оптическим. Что касательно механических приборов, то они в обязательном порядке используются для проверки окончательной длины. Если судить по имеющимся данным, то подобный вариант появился впервые, еще в далеком 1792 году.
Собственно говоря, данный вариант использовался во Франции в момент появления метрической системы в этой стране. Если говорить о замерах при помощи таких компараторов, то удавалось достигнуть достаточно точного показателя, вплоть до 0,0005 миллиметров. На тот период времени, это была просто невероятная точность, которой до определенного момента добиться было практически невозможно.
Собственно говоря, сегодня у нас речь пойдет о тех вариантах, которые в настоящее время все еще используются.
Устройство и работа компаратора
Имеется возможность воспользоваться устройствами с одними или двумя входами. Первый вход в обязательном порядке будет инверсным, а второй как вы понимаете прямым. Собственно говоря, именно сюда и посылается напряжение.
При выборе компаратора, в обязательном порядке нужно обратить внимание, на кое какие особенности, о которых далеко не все знают:
- Диапазон напряжения питания.
- Также нужно в обязательном порядке определиться с диапазоном входного напряжения.
- Максимально допустимый ток на выходе.
- Тип выхода.
Очень важно знать, что далеко не каждый вариант компаратора имеет возможность устанавливать плюс на выходе.
Практически всегда приводится определенный пример, который поможет понять принцип работы. Чаще всего это связано с рычажными весами. С одной стороны используется сам груз (гиря), с другой стороны укладывается непосредственно сам товар.
Если говорить о работе компаратора, то здесь происходит ровным счетом такая же работа. Стоит сказать, что здесь нет никаких гирь, а имеется опорное напряжение, товара нет, есть сигнал входа. Во время появления логической единицы на выходе выполняется процесс сравнения напряжений. Собственно говоря, в данном случае у нас речь идет о так называемой пороговой чувствительности.
Вид и применение
Что касательно видов компараторов, то их можно условно поделить на три группы: общие, быстродействующие и прецизионные. Если говорить простым языком, то, по сути, именно эти варианты и виды используются в нашей повседневной жизни на регулярной основе. Честно говоря, найти какой-то действительно простой и понятной информации по этому поводу не так просто, я на протяжение долгого времени пытался отыскать что-то понятное простому человеку, но в итоге так ничего и не удалось отыскать.
Стоит сказать, что в настоящее время большинство современных компараторов имеют стробирующий вход. Собственно говоря, в данном случае речь идет только лишь о том, что сравнение сигналов выполняется при подаче импульса. Сравнение в данном случае можно производить в нужный момент.
Особенности
Если говорить об основных особенностях, то в обязательном порядке нужно обратить внимание на некоторые очень важные вещи.
- Прежде всего вы должны понимать, что стробирующие входы в обязательном порядке используются в настоящее время. Современные устройства, примерно в 90 процентах случаев имеют данную особенность.
- Диапазон напряжения имеет также большое значение и далеко не каждый человек обращает внимание на столь, казалось бы, незначительную вещь. Тем не менее, профессионалы понимают, что от этого показателя зависит процесс работы в полной мере.
Есть еще несколько особенностей на которые, вне всякого сомнения, нужно обращать внимание.
Хотелось бы сказать несколько слов, относительно того, по какой причине я вообще решился на то, чтобы так сказать более детально рассказать об этой особенности? Собственно говоря, все достаточно просто, ко мне начали обращаться люди, которым интересна данная тема и они не могут отыскать действительно качественную информацию.
Всем огромное спасибо за внимание, в обязательном порядке интересуйтесь чем-то новым, это, вне всякого сомнения, будет как минимум интересно для вас, как максимум, это позволит в значительной степени расширить ваш кругозор. В любом случае, здесь вы сможете отыскать ответы на все свои поставленные вопросы, связанные с этой темой.
| |||||||||||||
| |||||||||||||
| |||||||||||||
Части, типы, принцип работы, области применения, преимущества и недостатки
В этой статье мы собираемся обсудить детали и конструкцию, принцип работы, их типы, области применения, преимущества и недостатки оптического компаратора.
Что такое оптический компаратор?
Механический оптический компараторОптический компаратор представляет собой измерительное устройство, используемое для анализа и измерения изменений размеров заготовки. Оптический компаратор был изобретен Джеймсом Хартнессом в 1922.
Позже этот компаратор был коммерчески представлен компанией J&L Machines. ко. Оптический компаратор использует отражение света в качестве основного принципа работы.
Оптический компаратор проецирует увеличенное изображение заготовки на экран дисплея для сравнения со стандартным параметром. Это устройство бесконтактно взаимодействует с заготовкой, проецируя ее изображение на экран для увеличения.
На основе изображения, проецируемого оптическим компаратором, можно разделить на два варианта: перевернутый и прямой. Вариант перевернутого изображения создает изображения в перевернутом виде и слева направо.
Вертикальный вариант обеспечивает ту же ориентацию заготовки, что и изображение. При сравнении каждого варианта вертикальный вариант обладает некоторыми расширенными внутренними функциями.
Детали и конструкция оптического компаратора
Оптический компаратор состоит из перечисленных ниже деталей.
- Плунжер.
- Поворотный рычаг.
- Зеркало.
- Конденсорная линза.
- Проекционный объектив.
- Стол.
- База.
- Источник света.
- Шкала и экран.
Плунжер
Плунжер представляет собой металлический компонент, который действует как чувствительный параметр для учета изменений размеров измеряемой детали. Он совершает возвратно-поступательные движения в соответствии с неровностями, присутствующими в заготовке.
Шарнирный рычаг
Рычаг закреплен в точке поворота и соединяет поршень и зеркало с обоих концов. Точка поворота расположена рядом с плунжером. Движение плунжера усиливается поворотным рычажным механизмом.
Зеркало
В оптическом компараторе зеркало действует как отражающая среда, отражающая входящие световые лучи от источника света. Зеркало поворачивается в центральной точке и шарнирно закреплено на одном конце поворотного рычага.
Конденсорная линза
В каждом оптическом приборе есть конденсорная линза. Его основная цель состоит в том, чтобы преобразовывать расходящиеся световые лучи от источника света в параллельные световые лучи. Конденсорные линзы также называют объективами.
Объектив проектора
Проекционная линза расположена рядом с конденсорной линзой и проецирует сконденсированные параллельные световые лучи на отражающее зеркало.
Стол
Деталь, подлежащая контролю, помещается на плоский стол, и плунжер будет соприкасаться с деталью.
Основание
Вся установка, включая стол, монтируется на основании.
Принцип работы оптического компаратора
Принцип работы оптического компаратора в основном основан на двух основных принципах, таких как закон отражения и преломления света. Поворотное зеркало отклоняет входящие световые лучи от источника и действует как оптический рычаг.
Увеличение оптического компаратора зависит от принципа оптического рычага. Используя принцип оптического рычага, достигается автоматическое увеличение таким образом, что отраженный луч отклоняется в два раза на угол наклона зеркала или общий угол отклонения увеличивается на 2dθ.
Конструкция и работа оптического компаратора
Теперь давайте посмотрим, как работает оптический компаратор.
Первоначально прибор калибруется с использованием стандартного параметра или детали, а значение шкалы устанавливается на ноль. Деталь, подлежащая контролю, держится на столе и соприкасается с плунжером. Неровности в заготовке ощущаются плунжером, и он перемещается по вертикали.
Вертикальное перемещение плунжера усиливается за счет поворотного рычага, закрепленного на одном его конце. Поворотный рычажный механизм наклоняет зеркало вокруг шарнира. Световые лучи от источника света проходят через конденсорную линзу. Он преобразует расходящиеся световые лучи в параллельные световые лучи.
Сконденсированные световые лучи проходят через проекционный объектив и, наконец, проецируются на отражающее зеркало. Одновременно зеркало наклоняется на угол (α) в соответствии с вертикальным смещением плунжера. 9{1}}$
Второй этап увеличения достигается, когда изображение наклонено на 2θ из-за движения плунжера.
Вторая степень увеличения = $\displaystyle 2(\frac{{{l_4}}}{{{l_3}}})$
Типы оптических компараторов
Существуют различные типы оптических компараторов, и некоторые из них они перечислены ниже.
- Ультраоптиметр Zeiss
- Оптиметер Zeiss
- Оптический проектор (Профильный проектор)
- Компаратор Eden Rolt Millionth
- Оптиметр Newall OMS
- Электрический оптический компаратор
Ультраоптиметр Zeiss
Ультраоптиметр Zeiss Этот компаратор состоит из различных частей, таких как зеркало, объектив, конденсор линза, зеленый фильтр, сетка, окуляр и источник света (лампа). Он состоит из двух зеркал, одно неподвижное, а другое подвижное.
Монохроматический свет от источника света проходит через зеленый фильтр и конденсорную линзу. Зеленый фильтр используется для фильтрации зеленого света от источника света, а конденсорная линза преобразует расходящийся свет в параллельный пучок света.
Поршень прикреплен к одному концу подвижного зеркала и перемещается как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях относительно неровностей, присутствующих в заготовке. Неподвижное зеркало расположено параллельно подвижному зеркалу. Это зеркало используется для достижения лучшего увеличения.
Луч света от источника отражается на подвижном зеркале (А) и снова отражается на неподвижном зеркале (В). От неподвижного зеркала (В) оно снова отражает подвижное зеркало (А). И, наконец, он проецируется в окуляр.
Этот оптический компаратор дает более высокую степень увеличения, поскольку он включает двойное отражение света. Он очень чувствителен и точен. Увеличение Zeiss Ultra Optimeter можно рассчитать по приведенной ниже формуле.
Допустим,
- $ \displaystyle x=$ Расстояние от центра плунжера до поверхности заготовки.
- $ \displaystyle b=$ Смещение плунжера.
- $ \displaystyle \frac{b}{x}=$ Угловое движение зеркала.
- $ \displaystyle 2f=$ Фокусное расстояние линзы.
$$ \displaystyle Увеличение\текст{ = }\frac{{масштаб\текст{ }движение}}{{плунжер\текст{ }движение}}$$
$$ \displaystyle Увеличение\текст{ = }\ frac{{(\frac{{2bf}}{x})}}{b}\Rightarrow \frac{{2f}}{x}$$
$ \displaystyle Общее\text{ }увеличение$
$$ \displaystyle \Rightarrow \text{ }\frac{{2f}}{x}\times \text{ }окуляр\текст{ }увеличение$$
Optimeter Zeiss
В оптимометре Zeiss их оптическая система построена с использованием наклона зеркало, конденсор, призма, отражатель, окуляр, источник света и плунжер как механический компонент. Свет от источника света отражается освещающим зеркалом.
После отражения света от наклонного зеркала изображение можно увидеть на шкале. Из-за неровностей, присутствующих в заготовке, плунжер будет двигаться. И это смещение плунжера приводит к перемещению изображения шкалы.
Смещение изображения шкалы анализируется с использованием показаний шкалы, представленных в фокальной плоскости изображения шкалы. Оптимометр Zeiss имеет значение шкалы 1 мкм и диапазон измерения ± 100 мкм.
Этот оптический компаратор может иметь размеры до 180 мм и усилие около 200 г. Этот компаратор также широко используется во многих приложениях.
Оптический проектор (профильный проектор)
Оптический проектор (профильный проектор) Этот компаратор проецирует увеличенное изображение заготовки на экран для сравнения со стандартным профилем или эскизом. Он широко используется для инспекционных и инструментальных приложений. Компонентами, используемыми для конструкции оптического проектора, являются лампа, конденсорная линза, рабочий стол, микрометр, проекционная линза, зеркало и экран.
В верхней части находится корпус, состоящий из лампы и конденсорной линзы. Стол для заготовок вместе с нониусом-микрометром размещается в нижней части корпуса. Источником света в оптическом проекторе может быть ксеноновая, ртутная или вольфрамовая лампа накаливания. Свет от источника пропускают через конденсорную линзу.
Сконденсированный пучок световых дней далее проходит через проекционный объектив. Заготовка на подвижном столе удерживается перпендикулярно части светового луча. Момент стола заготовки можно отрегулировать с помощью ручки, а расстояние можно измерить с помощью микрометра-нониуса.
Свет от корпуса лампы падает на заготовку, и изображение заготовки проходит через проекционный объектив. Проекционный объектив увеличивает изображение, и увеличенное изображение попадает на зеркало. Зеркало отражает изображение на прозрачном экране.
Стандартный профиль или эскиз контролируемой детали распечатывается на кальке и помещается поверх прозрачного экрана. Заготовка проверяется путем сравнения предварительно нарисованного стандартного профиля и увеличенного изображения на экране.
Резкость проецируемого изображения регулируется расстоянием между проецирующим объективом и заготовкой. Оптический проектор имеет диапазон увеличения от 10 X до 100 X (10 – 100 раз).
Оптические проекторы используются для проверки зубчатых колес, винтов, шага, диаметра окружности и т. д. Они также используются для измерения износа инструмента.
Eden Rolt Миллионный компаратор
Eden Rolt Миллионный компаратор представляет собой тип оптико-механического компаратора. Механическая система этого компаратора состоит из пары блоков, плунжера, стрелочных планок, указателя и перемычки. Оптическая система этого компаратора состоит из источника света, конденсорной линзы, призмы, проекционной линзы, отражателя и шкалы.
Компаратор Eden Rolt «Миллионный» Компаратор Eden Rolt «Миллионный» Исследуемая деталь помещается между неподвижной пяткой и плунжером или подвижной пяткой. Подвижный блок и неподвижный блок расположены параллельно и соединены друг с другом с помощью тонких полосок. Эти два блока соединены с указателем одним концом с помощью полос указателя.
На другом конце указки есть кольцо с натянутой паутиной. Из-за некоторых неровностей, присутствующих в заготовке, измерительный плунжер приведет к небольшому линейному смещению. Линейное перемещение плунжера дополнительно смещает подвижный блок и вызывает отклонение стрелки.
Механическое увеличение компаратора Eden Rolt аналогично механическому компаратору Reed-типа. У оптической системы этого компаратора проецируется отклонение полотна. Свет от лампы проходит через конденсорную линзу и отражается призмой. Отраженный луч проходит по полотну и через проекционный объектив.
Изображения проецируются на шкалу за счет отражения от отражателя. Механическое увеличение этого компаратора составляет 50 крат, а оптическое увеличение — 400 крат. Общее увеличение компаратора Eden Rolt Million составляет 20 000X [$\displaystyle \because $ (50X) X (400X)].
Дизайн и конструкция делают этот компаратор более точным и точным. этот компаратор очень чувствителен.
Newall OMS Optimeter
Newall OMS OptimeterВ конструкции оптического компаратора Newall oms использовались призма, конденсорная линза, зеркало, шкала, указатель, окуляр, поршень, лезвие ножа и источник света. Свет от источника света отражается внешним зеркалом и падает на весы, проходя через призму.
Отраженное изображение на шкале и индексе можно увидеть с помощью окуляра. Оптический компаратор Newall oms работает аналогично оптиметру Zeiss. Оптический компаратор используется во многих приложениях для достижения высокого увеличения с высокой точностью.
Электрический оптический компаратор
В электрическом оптическом компараторе для конструкции и функционирования используются как электрические, так и оптические компоненты. Компонентами, которые играют важную роль в электрических оптических компараторах, являются излучатель света, приемник, электронный усилитель и оптическая линза.
Излучатель света в электрооптическом компараторе — это просто источник света, дающий непрерывный пучок света для увеличения. Приемник принимает световой луч и преобразует его в электрический сигнал. Эти электрические сигналы усиливаются с помощью электронного усилителя.
Здесь электрические сигналы обрабатываются и, наконец, выводятся в виде данных измерений. Этот компаратор поставляется с множеством методов сравнения, таких как
- Метод интенсивности света.
- Метод отбрасывания тени.
- Метод лазерного сканирования.
- Метод приборов с зарядовой связью (ПЗС).
- Метод лазерной дифракции.
Электрические Оптические компараторы широко используются для проверки деталей без переоснащения.
Применение оптического компаратора
Это следующие применения оптического компаратора.
- Оптические компараторы очень полезны при проверке зубчатых колес, винтов, резьбы, кулачков и т. д.
- Расположение делительной окружности в механическом компоненте можно легко проанализировать с помощью оптического компаратора.
- Это очень полезно при анализе износа инструмента во многих механических элементах машин.
- Они в основном используются для проверки в инструментальных цехах и цехах.
- Используется для контроля качества на производственной линии. Он используется в большинстве метрологических лабораторий для исследовательских и инспекционных целей.
- Он также используется во многих отраслях, производящих продукцию, для анализа точности своей продукции.
Преимущества оптического компаратора
Оптический компаратор имеет некоторые преимущества. Следующие преимущества:
- У него не так много механических частей, поэтому не будет износа из-за трения.
- Легкий.
- Эти оптические компараторы могут давать очень большое увеличение и точные результаты.
- Простой в использовании и очень чувствительный.
- При использовании этого компаратора не будет ошибки параллакса.
- Показания могут быть сняты без влияния освещения помещения благодаря использованию в их конструкции подсвечиваемой шкалы.
Недостатки оптического компаратора
Оптический компаратор также имеет определенные недостатки. Следующие недостатки
- Это очень дорого, особенно установка оптической системы.
- Чтобы упростить процесс измерения, необходимо использовать эти компараторы в темной комнате.
- Некоторые из этих оптических компараторов обычно больше по размеру.
- Должен быть внешний источник питания, необходимый для непрерывной работы источника света.
- Окуляр микроскопа используется для просмотра шкалы, поэтому он не удобен для постоянного использования.
- Постоянное тепло от источника света приводит к тому, что механизмы дрейфуют.
Другие ресурсы:
- Пневматический компаратор
- Компаратор Sigma
- Компаратор Johansson Mikrokator
- Механический компаратор герконового типа
Принцип работы электрического компаратора Theteche.
![](/800/600/https/cf2.ppt-online.org/files2/slide/a/aGOyDMTn3mRpKkWdEheAzxLVZ8SN7Bq46usXgf/slide-137.jpg)
2 апреля 2021 г.
Детали конструкции: Электрический компаратор состоит из следующих трех основных частей, таких как
- Преобразователь
- Устройство отображения в виде счетчика
- Усилитель
Преобразователь : Между двумя витками, удерживаемыми пластинчатой пружиной на одном конце, находится железный якорь. Другой конец упирается в поршень. Две катушки a действуют как два плеча мостовой схемы переменного тока из пшеничного камня.
Усилитель : Усилитель — это не что иное, как устройство, которое усиливает заданную частоту входного сигнала до увеличенного выходного сигнала.
Принцип работы электрического компаратора
Если якорь расположен посередине между катушками, индуктивность обеих катушек будет одинаковой, но в противоположном направлении со сменой знака. За счет этого мостовая схема переменного тока, мост Уитстона уравновешена.
Таким образом, счетчик покажет нулевое значение. Но практически это невозможно. В реальных случаях якорь может подниматься или опускаться плунжером во время измерения.
Это нарушило бы баланс цепи моста Уитстона. Из-за этого эффекта будет соответственно индуцироваться изменение тока или потенциала. В то время. измеритель укажет некоторое значение как смещение.
Это указанное значение может быть как для больших, так и для меньших компонентов. Поскольку этот индуцированный ток слишком мал, его следует соответствующим образом усилить перед отображением на счетчике.
Проверка точности
Для проверки точности данного образца или работы сначала под поршень помещают стандартный образец. После этого сопротивление моста Уитстона регулируют так, чтобы показания шкалы показывали ноль. Затем образец удаляют.
Теперь работа вводится под плунжер. Если присутствует изменение высоты работы, он будет перемещать плунжер вверх или вниз.
Соответствующее движение плунжера сначала усиливается усилителем, а затем передается на измеритель для отображения изменений. Наименьшее значение этого электрического компаратора составляет 0,001 мм (один микрон).
Электронный компаратор
В электрическом компараторе используется индукция преобразователя или принцип применения частотной модуляции или радиоколебаний.
Детали конструкции: В электронном компараторе следующие компоненты установлены следующим образом:
- Преобразователь
- Осциллятор
- Усилитель
- Демодулятор
- Счетчик
Датчик: Преобразует движение плунжера в электрический сигнал. Он связан с генератором.
Генератор: Генератор, который получает электрический сигнал от преобразователя и увеличивает амплитуду частотной волны, добавляя несущую частоту, называемую модуляцией.
Усилитель : Усилитель подключается между генератором и демодулятором. Сигнал, выходящий из генератора, усиливается до необходимого уровня.
Демодулятор : Демодулятор — это не что иное, как устройство, отсекающее внешнюю несущую частоту. Он преобразует модулированную волну в исходную волну в виде электрического сигнала.
Измеритель : Это не что иное, как устройство отображения, от которого можно получить вывод в виде линейного измерения.
Принцип работы : Измеряемая работа помещается под поршень электронного компаратора. И рабочая часть, и компаратор располагаются на поверхности пластины.
Линейное движение плунжера преобразуется в электрический сигнал соответствующим преобразователем.
Затем он отправляется на генератор для модуляции электрического сигнала путем добавления несущей частоты волны.
После этого усиленный сигнал поступает на демодулятор, в котором обрезаются несущие волны. Наконец, демодулированный сигнал передается на измеритель для преобразования движения наконечника зонда в линейное измерение в качестве выходного сигнала. Отдельный источник питания постоянного тока уже дан для приведения в действие счетчика.
Преимущества электрического и электронного компаратора
- В нем меньше движущихся частей.
- Получено очень большое увеличение.
- В одном и том же приборе предусмотрено два или более увеличения для использования различных диапазонов.
- Стрелка сделана очень легкой, чтобы она была более чувствительна к вибрации.
- Прибор очень компактен.
Недостатки электрического и электронного компаратора
- Для срабатывания счетчика требуется внешнее вмешательство.
- Изменение напряжения или частоты может повлиять на точность вывода.
- Из-за нагревательных спиралей точность снижается.
- Дороже механического компаратора.
- Узнать больше : Передача питания и сигналов
- Узнать больше : Электростатические датчики и приводы
- См. также: Стандарты взаимной индуктивности
Об авторе
Сантхакумар Раджа
Привет, Этот блог предназначен для студентов, чтобы быть в курсе последних событий в сфере образования.