Прилади ротаметричного типу
Пневматичними приладами ротаметричного типу (постійного перепаду тиску) для вимірювання лінійних розмірів називаються прилади для вимірювання витрати повітря, у яких в повітряному потоці поміщається поплавець, що сприймає динамічний тиск потоку і переміщається у вертикальному напрямі по потоку залежно від величини витрати повітря, що змінюється через зміну прохідного перетину вимірювального сопла у зв'язку із зміною вимірюваного розміру. При цьому площа прохідного перетину в повітряній магістралі приладу змінюється таким чином, що перепад тиску по обидві сторони поплавця залишається практично постійним.
Найпоширенішим відліковим пристроєм цього типу є ротаметр, який у нас в країні відомий під офіційною назвою довжиномір пневматичний високого тиску.
Відліковий пристрій в приладі - скляна трубка 5(рисунок 40а) з внутрішньою конічною поверхнею. В середині трубки 5розміщається поплавець 6. Стисле повітря поступає від повітряної магістралі через кран 1у вузол підготовки повітря 2(фільтр 10і стабілізатор 9),по манометру 3якого можна визначити величину тиску. Підготовлене повітря поступає знизу в трубку 5і далі через вимірювальне сопло 7 в атмосферу. Якщо перекрити повністю сопло 7, тобто не буде витрати повітря, поплавець 6 опуститься вниз трубки 5, аякщо видалити з-під сопла перешкоду 8(вимірювана деталь), то поплавець опиниться в крайньому верхньому положенні. При певному значенні зазору S буде цілком певна витрата повітря з сопла 7, і поплавець 6 піднімется силою повітряного потоку уздовж осі трубки 5 до того моменту, коли ця сила буде урівноважена масою поплавця. Тоді поплавець «зависне» в трубці, і за шкалою 4 можнавідлічити значення розміру в мкм. Прилад настроюється по установчій мірі 11 (рисунок 40б), тобто виставляється зазор S, а при відмінності вимірюваного розміру від міри змінюється зазор S, а отже, і положення поплавця по висоті.
Конструкція приладу у принципі складається з трьох вузлів: вузла підготовки повітря (рисунок 40а), вузла відлікового пристрою 11 і вузла оснащення з вимірювальним соплом (соплами) III,
Типорозміри приладів і їх технічні характеристики відносяться звичайно до виготовлення приладу з одним соплом діаметром 1 і 2 мм. Конструкції приладів звично передбачають з'єднання їх в блок до 10 трубок.
Ціни розподілу встановлюються рівними 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5; 10 мкм з діапазоном відліку відповідно 5; 10; 20; 35; 60; 100 і 160 мкм.
Трубки використовуються з конусностю 1:400 і 1:1000.
Тиск повітря в мережі рівний 0,31—0,59 МПа (3,2—6кгс/см²). Робочий тиск (після стабілізатора) 0,1—0,2 МПа (1—2кгс/см²). Цей тиск вважається в приладах великим, тому ротаметр і відноситься до приладів високого тиску.
Погрішність вимірювання залежить від тих же чинників, що і при використовуванні вимірювальних головок, і при використовуванні одного сопла приблизно рівна погрішності вимірювання пружинними головками за рекомендованих умов застосування.
Прилади манометричного типу
Пневматичними приладами манометричного типу (змінного перепаду тиску) для вимірювання лінійних розмірів називаються прилади для вимірювання витрати повітря по зміні тиску в магістралі через зміну прохідного перетину вимірювального сопла.
а—схема б—загальний вигляд
Рисунок 40 Пневматичний довжиномер високого тиску (ротаметр):
Принцип дії манометричних приладів полягає у тому, що в магістралі, по якій протікає повітря і витрата якого визначається, створюється перешкода у вигляді діафрагми, сопла і т.д. і вимірюється тиск до і після перешкоди за допомогою так званого диференціального манометра.
Схема манометричного приладу включає робочу камеру 1(рисунок 41), в яку подається стабілізоване повітря. У цій камері встановлено додаткове сопло 2,яке називают вхідним соплом (іноді головним). Повітря в атмосферу через зазор S подається з вимірювального сопла 4.
Рисунок 41 - Принципова схема пневматичного приладу
манометричного типу
Вимірювальний тиск hв просторі між вхідним і вимірювальним соплами (вимірювальна камера) залежить від величини витрати, тобто від величини зазору S. Зміна тиску під впливом зміни зазору 5 (а це рівносильне зміні розміру L в порівнянні зрозміром установчої міри) виробляється за допомогою манометра 3.
Найпоширенішим приладом манометричного типу, який використовується як універсальний відліковий пристрій для вимірювання лінійних розмірів, є довжиномір пневматичний низького тиску, більше відомий під назвою «солекс».
Вимірювальне оснащення, використовуване з пневматичними приладами
Розглянуті вище прилади ротаметричого і манометричного типу в принципі є відлікові пристрої в приладах з пневматичним принципом дії. У повному розумінні приладом вони будуть тільки після оснащення їх датчиком, тобто первинним перетворювачем, який повинен містити в собі обов'язково вимірювальне сопло.
Пневматичні прилади використовуються в різних приладах спеціального призначення, в яких вимірювальне сопло вбудовується в різне вимірювальне оснащення в залежності від конфігурації вимірюваної деталі. Найчастіше використовують для вимірювання внутрішніх розмірів.
У пневматичних пробках, які часто називають в офіційних документах пневматичними первинними перетворювачами (рисунок 42), діаметр корпусу Dробиться на 5—15 мкм менше діаметру вимірюваного отвору. У корпусі 1 або робляться, або пресуються вимірювальні сопла 2( пара сопел через 180°), тобто відтворюється відома двохточкова схема вимірювання. Торці сопла декілька нижче за зовнішню поверхню, на якій робляться канавки для виходу повітря.
Рисунок 42 - Пневматична пробка
У ручці 3,з пластмасовою втулкою 4, що армується, знаходиться трубка 5 для підведення повітря до свердлень корпусу і вимірювальних сопел. Звичайно пробки роблять від 3 до 160 мм з діаметрами сопел 0,7; 1,0; 1,5 і 2 мм.
Пневматичні пробки широко використовують в масовому і серійному виробництві, оскільки для настройки приладу необхідно мати установчі кільця, а розміри пробок необхідні не тільки для кожного номінального розміру, але і практично для кожного поля допуску.
Контактні вимірювання здійснюються в пневматичних приладах за допомогою контактних головок, в які також запресовують сопло, але вводиться проміжний елемент осьової або бічної дії , який має на кінці заслінку.
Контрольні запитання для самооцінки
1 Поняття про метрологію
2 Види вимірювань, шкала вимірювань
3 Еталони, класифікація, види
4 Універсальні засоби вимірювання
5 Вимірювання штангенінструментами , види
6 Мікрометри, види
7 Кутоміри
8 Прилади з важільно-зубчастою передачею
9 Важільно-оптичні прилади.
10 Пневматичні довжинометри.