1.15. TRADUCTOARE ÎN COORDONATE PENTRU PALPARE ŞI MĂSURARE

1.15.1. Traductoare inductive în 3D pentru palpare şi măsurare(Tip Leitz-Opton)

Traductoarele inductive în 3D (fig. 1) sunt realizate în prezent de firme specializate în „tehnica măsurării inteligente”, recunoscute pe plan mondial (ex. Firma Opton – Germania, etc.), cu soluţii mecatronice şi /sau micromecataronice, adecvate şi adaptate proceselor de măsurare.

Fig. 1

În conformitate cu figura prezentată, soluţia constructivă a traductorului

103

în 3D, reprezintă un „mecanism de măsurare” în 3D, destinat operaţiilor de palpare şi de măsurare.

Descrierea constructivă a soluţiei utilizate cuprinde:- microsistemele de arcuri (1) tip paralelogram, destinate

fiecărei coordonate de deplasare (x, y şi z), aşezate intr-o construcţie suprapusă, asigură o funcţionare plan-paralelă a deplasării şi fără uzură (cu excepţia „oboselii materialului” arcului);

- microsistemele hidraulice de amortizare ale fiecărui microsistem de arcuri;

- microsistemele inductive de măsurare (2), integrate în microsistemele de arcuri, asigură o precizie înaltă de măsurare, asigură o stabilitate înaltă a „punctului zero” şi asigură o liniaritate pe intervalul de măsurare al fiecărui senzor inductiv;

- microsistemele de blocare, pentru fiecare axă demăsurare sau pentru oricare combinaţie necesară;

- microsistemele micromecanice (3), de stabilire a „punctului de zero” pentru fiecare senzor inductiv, din micrositemele de arcuri de tip paralelogram, care declanşează şi „punctul zero” al sistemului inductiv de măsurare;

- arcurile forţă se măsurare integrate cu „generatoarele inductive de forţă” (4), asigură forţele de măsurare, la o valoare cât mai constantă şi reglată la valori, corespunzătoare tipului de material utilizat şi tipului de prelucrare mecanică utilizată la „palpare prin autocentrare” şi la funcţionarea în „sistem scanning”;

- microsistemul de prindere (5) a palpatorilor sau sistemelor combinate de palpatori, asigură utilizarea întregii game de palpatori sau de sisteme combinate de palpatori, în funcţie de geometria suprafeţelor de palpare şi de geometria spaţială a suprafeţelor de palpare; poziţionarea palpatorilor sau sistemelor combinate de palpatori se realizează prin intermediul unui „microdispozitiv inelar” de strângere;

- microsistemul de tarare (6), realizează şi echilibrează capacitatea de încărcare (aproximată la cca. 600 gf);

- microsistemul de prindere (7), de tip „schimbător cu baionetă”, asigură fixarea traductorului inductiv în 3D, de pinola echipamentului mecatronic de măsurare;

- microsistemul de protecţie activă, asigură protecţia de coleziune cu piesa de măsurat;

- microsistemul de palpatori (de tip sferă, disc, cilindru, vârf ascuţit, etc.), asigură palparea tuturor tipurilor de suprafeţe geometrice ale piesei de măsurat;

104

Descrierea tehnico-funcţională şi palparea activă a traductorului 3D, cuprinde:

- o comandă logică electronică, asigură traductorului „ un simţ de palpare”, prin funcţionarea instantanee a microsistemelor componente şi menţionate, şi prin deservirea operatorului;

- o reglare electronică, pe „poziţia zero” şi o reglare mecanică pe „poziţia zero”, se realizează automat, în momentul palpării piesei, pe o axă şi apoi pe celelalte două axe de măsurare;

- o eliminare completă a influenţelor defecţiunilor dinamice şi a histerezisului rezidual este asigurată, înaintea prelucrării valorilor măsurate;

- o centrare automată a palpării, se realizează prin deblocarea mai multor axe, când traductorul 3Dse poate deplasa liber în direcţia necesară şi când reglarea poziţiei în punctul zero al traductorului se realizează prin corectarea automată în toate axele deblocate;

- o comandă scanning, realizează o palpare continuă a suprafeţei, prin reglarea poziţiei vârfului de palpare în una sau mai multe direcţii de palpare;

- un transfer automat de date de la traductorul în 3D, la unitatea centrală a sistemului informatic al echipamentului de măsurare, realizează procesul de măsurare propriu-zis;

Descrierea parametrică a traductorului inductiv în 3D, cuprinde: număr coordonate: 3D=3(x,y,z); interval de măsurare, pe fiecare coordonată: (0,1 0,5) mm; interval pasiv, pe fiecare coordonată: 3 mm; precizie, pe fiecare coordonată: 0,1 precizie, în volumul 3D(x,y,z): 1,0 ; fidelitate, pe fiecare coordonată: 0,1 ; fidelitate, în volumul 3D(x,y,z): 0,5 ; forţa de măsurare, pe fiecare coordonată: 25cN 5cN; variaţia forţei de măsurare: (25cN 500cN) 5cN, automat în

funcţie de sistemele de palpare şi de materialul suprafeţelor piesei de măsurat;

lagăre: microsisteme de arcuri elastice lamelare, în construcţie tip paralelogram;

Aplicabilitatea traductorului inductiv în 3D, cuprinde în principal, măsurări şi verificări ale parametrilor geometrici, precum:

- măsurarea şi verificarea parametrilor dimensionali la roţi dinţate (cu prinderea pinionului pe un cap divizor inteligent, cu prinderea pinionului pe o masă rotativă inteligentă de înaltă precizie) (fig.2, fig.3);

105

Fig. 2

+Fig.3

- măsurarea şi verificarea pieselor complexe (pe maşini de măsurat în 3D, etc.) (fig.4);

- etc.

106

Fig. 4

la echiparea diferitelor echipamente mecatronice de măsurare, precum:

- maşini de măsurat în 3 coordonate;- roboţi de control automat;- etc.

şi la echiparea diferitelor echipamente tehnice şi tehnologice, precum:- maşini unelte cu NC şi CNC;- centre flexibile e prelucrare;- linii automate şi flexibile de prelucrare,- etc.

1.15.2. Soluţii optime pentru traductoare electronice de poziţie

1.15.2.1.1. Descriere constructivă pentru varianta (A)

Traductorul electronic de poziţie „varianta A” este format din traductorul propriu zis şi partea de fixare în utilajul tehnologic.

Traductorul propriu zis este format dintr-o tijă care are în vârf o bilă (sferă) palpatoare. Bila este cea care ia contact cu suprafaţa piesei de palpat. Bila este realizată de cele mai multe ori din: safir, ceramică, rubin, etc., pentru a-şi păstra dimensiunile la variaţii de temperatură. Traductorul mai are o piesă semisferică, purtătoare a trei contacte dispuse la 120o unul faţă de celălalt. Un

107

contact este format din:a) pe o colivie fixă există şase bile; aceste bile formează

partea inferioară a contactului;b) piesa semisferică, care este de fapt un nucleu mobil ce

poartă trei locaşuri în care există trei role cilindrice care formează partea superioară a contactului electric.

Nucleul mobil, deci piesa semisferică, este menţinut în contact mecanic (deci şi electric) sub acţiunea unui arc elicoidal cilindric. Acest arc dă şi forţa de măsurare a vârfului (bilei) de palpare.

Nucleul mobil se sprijină pe cămaşa interioară a carcasei, care este de fapt un circuit imprimat care permite transmiterea contactului electric la distanţă.

La partea superioară a carcasei este o „mufă tată” cu trei contacte, care are legături electrice cu circuitul imprimat al cămăşii interioare. De la această „mufă tată” pleacă cablul electric de legătură la blocul electronic. În interiorul capului traductorului, se găseşte un bec alimentat la deschiderea cel puţin a unuia din cele trei contacte (bilă - rolă). Deci becul este cel care dă semnalul optic luminos, la deschiderea unui contact electric, cel care pune în evidenţă operatorului, funcţionarea traductorului. Tot becul, în caz de contact mecanic cu piesa, şi de neaprindere, reprezintă un sistem de alarmă, de nefuncţionalitate a traductorului. De aceea pentru siguranţă, semnalul luminos este suplimentat de un microdifuzor din blocul electronic.

Traductorul mai conţine şi nişte subansambluri numite prelungitoare. Prelungitoarele se găsesc într-o gamă variată de mărimi, asigurând penetrabilitate, pentru orice punct de măsurare, solicitat de procesul de control. Traductorul se poate prinde de utilajul tehnologic prin intermediul părţii superioare a acestuia.

1.15.2.1.2. Descriere tehnico – funcţională pentru varianta (A)

Mişcarea necesară procesului de măsurare este transmisă prin intermediul vârfului de palpare, prin contact mecanic, bilă – suprafaţă de măsurare.

Tija, datorită înclinării ei, desface unul, două sau trei contacte în funcţie de direcţia pe care este deplasată. Iniţial avem contacte normal – închise. Prin înclinarea tijei, spre exemplu, datorită deplasării pe direcţia x a traductorului, nucleul mobil ia contact cu circuitul imprimat printr-un punct şi deci circuitul este deschis, în stare de funcţionare, alimentând becul electric pentru semnalul optic. De asemenea, mai avem şi un semnal sonor dat de un microdifuzor din blocul electronic. Este alimentat imediat (există timp de răspuns foarte mic, de ordinul nanosecundelor) adaptorul traductorului de măsurare a deplasării proprii utilajului tehnologic prin care se dă semnalul de citire momentului corespunzător.

108

1.15.2.1.3. Descrierea tehnologică pentru varianta (A)

Realizarea traductorului electronic de poziţie presupune utilizarea unor operaţii tehnologice ca: strunjire, frezare, filetare, rectificare, lepuire, lipire electrică, lipire mecanică.

Un rol important îl joacă procesul tehnologic de realizare a tijei palpatoare. Aceasta se realizează prin strunjire şi rectificare de precizie cu un montaj perfect coaxial între axa tijei palpatoare şi axa bilei palpatoare. Coaxialitatea este asigurată prin utilizarea unui dispozitiv tip bucşă cu două alezaje în trepte ( tijă şi bilă palpatoare).

Un rol important îl mai joacă tehnica de formare a circuitului imprimat. Circuitul imprimat, trebuie să fie depus pe o folie semitransparentă, cu grosimea uniformă, fără întreruperi, iar aliajul care se depune trebuie să aibă un procent redus de aur pentru a nu oxida.

1.15.2.1.4. Caracteristici tehnico – funcţionale şi metrologice ale traductorului electronic de poziţie – varianta (A)

Aceste caracteristici sunt: lungime standard: 84 [mm]; forţa de măsurare: 1.01 2.02 [N]; variaţia forţei de măsurare: 0.1 0.2 [N]; deflecţia: z=10mm; deflecţia x, y= 12mm; greutatea: 85g; fidelitatea: 1.5 ; prezintă semnal luminos;

1.15.2.1.5. Aplicabilitatea traductorului electronic de poziţie – varianta (A)

Traductorul electronic de poziţie este utilizat la echiparea roboţilor de control, la maşinile de măsurat în coordonate, la maşinile unelte cu CNC, la echipamentele de control automat şi a tuturor utilajelor flexibile, automate de prelucrare, montaj şi control.

1.15.2.2.1. Prezentarea schemei cinemato-funcţionale la varianta (B)

Traductorul electronic are un singur palpator, trei direcţii de măsurare şi frecări interne practic neglijabile, folosind lagărul cu membrană (arcul cu membrană). Dezavantajul acestui tip de traductor este inconsistenţa forţei de palpare pe cele trei direcţii.

Având cea mai avantajoasă construcţie, acest traductor prezintă la

109

bază o schemă ce este prezentată în figura 1.Palpatorul cu vârf sferic din piatră preţioasa (1) este suspendat pe un

lagăr elastic (2) de tip membrană; pentru mărirea elasticităţii, membrana are o serie de crestături.

Contactele electrice (3) sunt pastile din carburi metalice cu suprafeţe de lucru lepuite. Aceste contacte (3) se sprijină pe o piesă în formă de „stea” cu trei vârfuri echidistante (4).

Fig.1

Forţa de măsurare este dată de arcul elicoidal de compresiune (5). Semnalul electric este preluat în blocul electronic (6), care realizează comanda pentru dioda electro – luminiscentă (LED) (7).

Din figură se observă că în cazul acţionării cu forţe pe direcţii orizontale piesa (4) acţionează ca o pârghie sprijinindu-se pe una sau două pastile şi ridicând două, respectiv o pastilă. Se observă că sub acţiunea unor forţe egale de aceeaşi direcţie dar de sensuri contrare, braţele pârghiei nu sunt egale.

1.15.2.3.1. Descriere constructivă pentru varianta (C)

Din punct de vedere constructiv, la traductorul cu contacte electrice cu 50, se remarcă o soluţie geometrică bine definită (ce permite o montare şi o demontare rapidă, deci uşor de întreţinut în exploatare).

Traductorul are un singur palpator, trei direcţii de măsurare şi frecări practic neglijabile, folosind lagărul cu arc membrană. Arcul membrană este un arc plan ce prezintă nişte decupări pentru reducerea rigidităţii.

110

Rolul acestui arc este de a prelua greutatea sistemului mobil al traductorului. Sistemul mobil este format din: palpator, suport palpator şi suport contacte „stea”.

Şi această variantă are la bază principiul cu contacte electrice normal închise, adică la deschiderea contactelor traductorul este în stare de funcţionare.

Soluţia constructivă prezintă transmiterea semnalului electric cu fir.Este utilizată o piesă „stea” cu puncte de contact dispuse la 120o şi la

o rază mărită R. Contactele electrice sunt pastile din carburi metalice cu suprafeţe de lucru lepuite.

Piesa „stea” are partea superioară pentru contacte.Forţa de măsurare (şi aici) este dată de arcul elicoidal conic de

compresiune. În continuare există o placă cu circuit electronic şi becul de semnalizare. Circuitul electric sub formă de placă preia prin intermediul unui fir semnalul de deschidere a unui sau a mai multor contacte ţi-transmite mai departe la traductorul de măsurare a deplasării de pe utilaj.

1.15.2.3.2. Descriere tehnico – funcţională a variantei (C)

Tija de palpare în momentul atingerii piesei de măsurat îndepărtează cel puţin unul din cele trei contacte, aflate iniţial normal – închis, în funcţie de direcţia de măsurare. Pentru z se vor deschide toate contactele.

Deschiderea contactelor se realizează prin învingerea forţei de măsurare dată de arcul elicoidal conic, care menţine în contact mecanic cele trei contacte plan – sferă. Aceste contacte au legături electrice, prin fire conductoare, cu placa circuitului electronic.

În momentul desfacerii unuia din cele trei contacte, sistemul normal – închis este sensibilizat (deschis) circuitul electronic transmiţând semnalul electric prin cablu, la traductorul propriu zis de măsurare.

1.15.2.3.3. Descriere tehnologică a variantei (C)

Se remarcă tehnologii de strunjire, frezare, filetare pe maşini unelte universale şi clasice.

Tehnologia de realizare a arcului membrană se remarcă prin aceea că îi asigură acestuia posibilitatea deformării practic fără erori, în cele trei direcţii spaţiale x, y, z.

De aceea tehnologia este pretenţioasă şi are la bază tehnologia fotocorodării. Prin aceasta i se asigură arcului membrană o geometrie a decupărilor pe suprafaţa plană cât mai simetrică, uniformă şi fără abateri. De asemenea, mai sunt operaţii de lipiri, cablări pentru componente electrice.

De remarcat este tehnologia de lipire a bilei de tija palpatoare prin utilizarea unui dispozitiv de centrare şi ghidare de tip bucşă, care are două alezaje tijă şi bilă.

111

Această tehnologie asigură o coaxialitate a axei tijei cu axa bilei palpatoare.

1.15.2.3.4. Caracteristici tehnico – funcţionale şi metrologice ale traductorului

Caracteristicile principale ale traductorului sunt: Forţa de măsurare: max. 30cN; gabarit: 50; fidelitatea: 1.5 ;

Caracteristica de bază este fidelitatea deoarece aceasta este transmisă sistemului de măsurare propriu zis. În vederea determinării erorii de fidelitate se utilizează un stand de testare şi verificare automată care determină valoarea fidelităţii la un număr de cicluri de ordinul sutelor de mii.

rezistenţa ohmică: 250 ; curent: 5mA; greutatea: 0.350 kg; sistem mecanic de înlocuire rapidă a tijelor palpatoare; prezintă: semnal luminos; diametrul de prindere în capul de măsurare: 14 pe bază de

dorn cilindric; cursa pasivă: x=y= 7mm; z=6mm; forţa de măsurare: Fx=Fz=Fy=0.26N

1.15.2.3.5. Aplicabilitatea traductorului în varianta C

Traductorul electronic de poziţie se utilizează pentru echiparea maşinilor unelte cu NC şi /sau CNC, a echipamentelor de măsurat în trei coordonate, a echipamentelor de măsurat uzura sculei, etc.

1.15.3. Calculul traductorului electronic de poziţie

1.15.3.1. Calculul de rezistenţă

1.15.3.1.1. Calculul arcului membrană

Arcul membrană este un arc plan care prezintă nişte decupări pentru reducerea rigidităţii. Rolul acestui arc este de a prelua greutatea sistemului mobil al traductorului. Sistemul mobil al traductorului este format din:

palpator cu greutatea: Gpalpator= (1)

unde =7,8*10-6kg/mm3; g=9,8m/s2;

112

Atunci:

suport palpator cu greutatea:

Gsup= (2)

Atunci:

suport contacte „stea”:

(3)

Atunci:

piuliţa (ştift M3x4):

În această expresie Gscs valoarea 107,8468 reprezintă mărimea unghiulară a decupării dintr-o piesă cilindrică.

Greutatea totală a sistemului mobil este:

GM=Gpalpator+Gsup+Gp (4)GM=17*10-3 daN

Forma constructivă a arcului membrană se poate vedea in următoarea (fig. 1):Cu notaţiile din figură, se consideră membrana ca un sistem de trei bare elastice dublu încastrate, în care una dintre încastrări permite deplasarea pe direcţia forţei. Se obţine un sistem elastic simplu static nedeterminat, „barele ” acţionând în paralel.

Dacă am ţine cont şi de efectul răsucirii la încastrarea interioară, sistemul ar fi dublu static nederminat.

k=k1+k2+k3=3k1=P/z (4)

113

Fig.1

(5)

(6)

Din sistem se poate izola un element căruia i se calculează constanta elastică şi căruia i se face verificarea la rezistenţă.

Fig.2Introducând cuplul necunoscut x, încastrarea se transformă în articulaţie. Ridicarea nedeterminării înseamnă calcularea valorii lui x.

Se împarte bara în trei părţi (fig.2), unde:

(7)

(8)

Dacă se aplică metoda lui Castigliano pentru determinarea rotirii secţiunii 4, (fig.3) şi:

114

(9)

unde: este rotirea produsă de forţa P1

este rotirea produsă de un cuplu unitar m=1

Fig.3

Atunci:(4-3): Mi=M0 – P1x (10)

unde M0=0, este introdus pentru derivare

(3-2): (11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

115

(17)

(18)

(2-1): (19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

116

(28)

(29)

(30)

Daca se încarcă bara în punctul 4 cu un moment m=1:

(31)

Atunci:

(4-3): încovoiere: (32)

(3-2): încovoiere:

(33, 34)

răsucire: (35)

(36)

(2-1): încovoiere: (37)

răsucire: (38)

117

(39)

(40)

(41)

(42)

Rezultă: (43)

După se s-a calculat momentul x, se calculează săgeata punctului 4 în care se aplică forţa P1 şi momentul x, utilizând metoda lui Castigliano, astfel:

(44)

(4-3): (45)

(3-2): încovoiere: (46)

(47)

răsucire: (48)

(49)

(50)

(51)

(2-1): încovoiere:

(52)

118

(53)

răsucire:

(54)

(55)

Atunci:

(56)

(57)Rezultă:

(58)

(59)

(60)

Rezultă:

119

(61)

(62)

(63)

(64

)

Pentru calculul numeric se adoptă următoarele materiale:

Nr.crt.

Material E G

daN/mm2

1 Oţel arc 1 20.000 8.000 108/ 722 Inox 18.000 7.300 40 -3 Bronz Bz-Be(3...4%Be) 12.000 4.800 100...120 -4 Bronz Bz-P(8%Sn) 11.000 4.100 40...60 32

Se adoptă pentru fiecare membrană următoarele dimensiuni:

120

MărimeaP1 h b t d1 d

U.M. daN mm mm mm mm mmValoarea 0.00567 0.1 3.1.12.27

h = grosimea membranei

MărimeaFormula Valoarea

l1 2.5

R 8.5

I 0.00025

Ip 0.000918

R-l1 6

8

3

3

1.2637

8

3

3

0.83069

0.86603

0.01

0.001

R2 72.253R-l1 23

A1 -0.33152

A2 -0.03327

A3 12.61303

A4 8.16569

Se calculeză momentul static nedeterminat, x, pentru fiecare din cele patru materiale:

121

Material 1 2 3 4

X[daN*mm] 0,01949 0,01955 0,01949 0,01915

Se calculează A5 şi A6 şi cu aceştia se calculează săgeta z4:

Material 1 2 3 4

A5 5,53167 5,53629 5,53167 5,50546A6 4,16514 4,16479 4,16514 4,16714z4 0,41845 0,46303 0,69741 0,7744

Calculul de rezistenţă se face în încastrarea exterioară care este cea mai solicitată, astfel:

; (65)

;

(66)Cu valorile momentului de încovoiere şi de torsiune se calculează

eforturile unitare normale şi tangenţiale , respectiv , apoi efortul unitar echivalent cu teorema efortului unitar tangenţial minim şi coeficientul de siguranţă c>ca, unde ca=10...15, fiind vorba de un traductor. Se calculează de asemenea constanta elastică a arcului membrană km, astfel:

; (67)

; (68)

unde: =coeficient pentru secţiune dreptunghiulară tabelat în funcţie de raportul b/h

(69)

km=P/z; (70)

se recomandă un arc mai moale, din Bz-Be deoarece km fiind mic, eroarea de săgeată a arcului membrană se traduce în eroare de forţă de măsurare şi este mai mică.

122

1 2 3 4Mi 0,08487 0,0849 0,08487 0,0847Mt 0,9488 0,0488 0,0488 0,0485

8,487 8,49 8,487 8,472,518 2,521 2,518 2,503

ech 9,869 9,865 9,869 9,839c 11 4 11 6km 0,04063 0,03671 0,02438 0,02187

1.15.3.2. Calculul asamblării prin strângere a arcului membrană

Fig.4

a) presiunea necesară:

; (71)

d=4mm şi l=1mm;b) strângerea necesară:

strângerea teoretică necesară este:

; (72)

unde: p=1,46daN/mm2; d=4mm; k1=1- (arbore de secţiune circulară plină)

; (73)

123

unde: De – diametrul exterior al piesei cuprinzătoare; d – diametrul piesei cuprinse;

De=10mm;d= 4mm;

Se alege pentru bucşa cuprinzătoare ca material, bronz, iar pentru tijă, oţel.

E1, E2 reprezintă modulele de elasticitate pentru piesele în cauză.k1=1-0,3=0,7;k2=1,71;

Atunci: ;

Corecţia de rugozitate sr se determină cu relaţia:

(74)unde: Rz1, Rz2 reprezintă înălţimea maximă a microasperităţilor

suprafeţelor dată de STAS 5730/2-89. Pentru Rz1, Rz2 se vor adopta valorile:Rz1=6 ;Rz2=3 ;Sr=10,8 ;

Corecţia st pentru compensarea efectului dilataţiilor şi contracţiilor cauzate de variaţii de temperatură se calculează cu relaţia:

; (75)unde: d- diametrul asamblării, în mm;

1, 2 – coeficienţi de dilatare termică pentru materialul arborelui sau/şi alezajului;

t1, t2 – temperaturile de expulzare a celor două pieset0 – temperatura la care se face montajulde obicei: t1=t2=t.Atunci corecţia termică, devine:

; (76)

; (77)

Deci strângerea efectivă este:

se=s+sr+st=1,03+10,8+0,02=11,85 ; (78)

Se adoptă un ajustaj H6S5 cu diametrele bucşei şi arborelui:D=4+0,009;d= ;Atunci:

124

(80)

1.15.3.3. Calculul erorilor la traductoarele cu contacte electrice în 3 D

1.15.3.3.1. Caracteristicile şi performanţele traductoarelor

1.15.3.3.1.1. Caracteristici statice

Din punct de vedere funcţional un traductor poate fi reprezentat ca un bloc unic având la intrare mărimea x şi la ieşire mărimea y (vezi fig. 9)

Fig. 9

Relaţia de dependenţă y = f(x) care descrie regimul staţionar al traductorului se numeşte caracteristica statică.

Regimul staţionar este regimul în care mărimile x şi y nu variază în intervalul de timp considerat. De cele mai multe ori se impun traductoarelor caracteristici statice ideale liniare de forma : y = kx + y0 (1)

Sensibilitatea unui traductor reprezintă indicatorul prin care se exprimă variaţia semnalului de la ieşire pentru o anumită variaţie a mărimii de intrare.

Sensibilitatea se poate exprima valoric în cazul unei caracteristici statice liniare conform (fig. 9), astfel:

S = = k = tg (2)

Se remarcă că pentru astfel de caracteristici, sensibilitatea este constantă pe întregul domeniu, ceea ce constitue o facilitate importantă şii care permite exprimarea şi sub forma :

S = (3)

Pentru caracteristicile statice neliniare ale unui traductor se pot defini numai valori locale ale sensibilităţii:

125

Si =

(4)

Sensibilitatea menţionată se poate numi şi sensibilitate diferenţială.Uneori se foloseşte sensibilitatea relativă determinată prin relaţia :

Sr = (5)

Sensibilitatea relativă se exprimă printr-un număr şi valoarea sa nu depinde sistemul de unităţi.

Pentru traductoarele ce funcţionează pe principiul măsurărilor indirecte se pot defini sensibilităţi cu referire la fiecare dintre mărimile direct măsurabile aplicate la intrare utilizând în acest scop succesiv derivatele parţiale ale ieşirii: y = f( x1, x2,........xk) în raport de intrările x1, x2, ...... xk.

Pragul de sensibilitate al unui traductor este variaţia necesară a mărimii de intrare care determină o variaţie a mărimii de ieşire cel puţin egală cu eroarea admisibilă εad, raportată la ieşire. Cu alte cuvinte pragul de sensibilitate înseamnă limita inferioară a variaţiei intrării pe care traductorul o sesizează la ieşire cu un anumit grad de certitudine.

Un alt indicator de performanţă a unui traductor este precizia globală exprimată prin clasa de precizie c care este dată de raportul dintre eroarea admisibilă (totală) la intrare Δxad şi domeniul de utilizare, multiplicat cu 100 pentru a rezulta în procente:

c = (6)

Clasa de precizie este specificată pentru fiecare traductor şi este garantată de constructor în condiţiile de utilizare de asemenea specificate; valorile uzuale pentru clasele de precizie ale traductoarele industriale sunt: 0,25 ; 0,5 ; 1 ; 1,5.

Eroarea admisibilă Δxad a unui traductor este eroarea totală maximă asupra intrării, dedusă din însumarea tuturor erorilor care intervin asupra factorilor ce caracterizează funcţionarea în regim staţionar a traductorului şi care au o probabilitate suficient de mare nu poate fi depăşită la o folosire corectă.

În figura 10 este reprezentat modul în care principalele surse de erori influienţează caracteristicile traductoarelor.

126

Fig. 10

1.15.3.3.1.2. Caracteristici dinamice

Regimul dinamic al unui traductor reprezintă funcţionarea acestuia în care mărimea aplicată la intrare şi ca urmare, semnalul obţinut la ieşire variază în timp.

Deoarece în mod frecvent comportarea reală în regim dinamic a traductoarelor se aproximează cu cea a unor elemente de întârziere ideale de ordinul I sau II, în fig. 11 s-a trasat funcţia indicială a unui element de întârziere de ordinul II oscilatoriu amortizat, pe al cărui grafic s-au pus în evidenţă o serie de mărimi ce pot servi ca indicatori de performanţă pentru regimul dinamic.

127

Fig. 11

Cu referire la graficul din fig. 11se defineşte eroarea sau abaterea dinamică εd , ca diferenţa dintre valoarea curentă y(x) a ieşirii şi valoarea la care aceasta se stabilizează ys conform caracteristicii statice.

Atunci:

εd (t) = z(t) – ys (7)Timpul de stabilire sau timpul de răspuns al unui traductor este

durata în care eroarea dinamică se încadrează în banda de sensibilitate specifică, Bs:

| εd (ts)| Bs

Eroarea dinamică pentru regimul oscilatoriu amortizat ia atât valori pozitive cât şi negative (pe când pentru regimurile aperiodice aceasta este numai negativă) .

Faptul că eroarea dinamică poate lua atât valori pozitive cât şi negative arată că valoarea instantanee a ieşirii depăşeşte valoarea de stabilizare ys.Pentru a se evita solicitări nepermise este important să se cunoască valoarea ymax.În acest sop se defineşte supracreşterea care reprezintă eroarea dinamică ce corespunde principiului maxim al ieşirii εd (t). De obicei se exprimă în fracţiuni sau procente din ys, astfel:

= (8)

1.15.3.3.1.3. Caracteristici constructive şi de exploatare

128

O caracteristică importantă a unui traductor care depinde atât de principiul de funcţionare şi concepţia acestuia, dar mai ales de realizarea lui constructivă, este robusteţea. Traductoarele sunt prevăzute a funcţiona corect în anumite condiţii, prescrise de constructor, relative la valorile diverşilor factori de mediu cum ar fi: temperatura

umiditatea presiunea agenţi chimici

câmpuri electrice şi magneticeRobusteţea este legată de capacitatea supraîncărcare, adică de a

proprietatea de suporta valori ale mărimii de intrare care depăşesc limitele domeniului admis.

Pe aceiaşi linie a caracteristicilor determinate de construcţia traductoarelor se înscrie şi fiabilitatea sau siguranţa în funcţionarea unui traductor .Fiabilitatea este capacitatea de a păstra parametrii de ieşire în limitele prescrise în condiţiile de exploatare date.

Foarte frecvent, drept măsură cantitativă a fiabilităţii se consideră probabilitatea funcţionării fără defecţiuni în decursul unui anumit interval de timp , în condiţii date.

1.15.3.3.1.4. Calculul erorilor de temperatură

Temperatura de referinţă este t = 200 C (= 680 F). În cazul în care piesa, măsura sau ambele au altă temperatură, trebuie fie să se amâne măsurarea până când elementele menţionate ajung la temperatura t = 200 C, fie ca rezultatul măsurării să fie afectat de corecţii care se determină în modul indicat mai jos.

fT = (9)

unde:tn – temperatura măsurii;tp – temperatura măsurandului (piesei);tp = tp- 200 – diferenţa dintre temperatura măsurii şi temperatura de referinţă;p = coeficientul de dilatare liniară al măsuranduluiN = coeficientul de dilatare liniară al măsuriiL = lungimea nominală a măsuriiDacă se iau: tp = 20C;

tp-tn = 0,50C;N = (11,51,5)10-6; p-N= 3,510-6;

Aleg L = 0,5 mm fT = 10-6 0,5 9,54 = 0,00000477 mm

129

1.15.3.3.1.5. Calculul erorii cinematice

Dacă se cosideră că asupra tijei palpatoare, mai precis, asupra bilei, acţionează o forţă P = 0,025 daN axial, apoi în direcţia (din fig. 12), în cazuş acţiunii axiale ecuaţia de echilibru este:

P + Km (z - x0) = F0 + Kax0 + GM, (10)

unde: zeste săgeata arcului membrană sub acţiunea sistemului mobil GM.

Atunci:KmZ = GM (11)P - Kmx0 = F0 + Kax0 (12)

Fig. 12

Unde: x0 este distanţa necesară întreruperii contactului; pentru pastile de contact lepuite; consider x0 = 0,010 mm.

- F0 este forţa iniţială din arcul elicoidal conic- Ka este constanta elastică a arcului elicoidal conic

F0 se determină constructiv

Se observă din figură că:

130

Atunci x1 = x0

Dacă scriem ecuaţia de momente în jurul punctului A:P(l cos - x1) + Km (z – x1)d1 cos = F0d1cos + Kax1d1cos + Gstd1cos + Gpalp

(d1cos + lg sin); (13) KmZ d1cos = (Gst + Gpalp) d1 cos, (14)

unde lg este distanţa de la „0” la centrul de greutate al sistemului mobil.

Atunci, = arcsin = arcsin = (9,09 10-3)0= 32,74”;

sin = 1,59 10-4;cos 1;Ecuaţia devine:

P(l - x1) - Km x1d1 = F0d1 + Kax1d1 + Gpalp lg sin; (15)Ecuaţiile (10) şi (15) formează un sistem compatibil din punct de vedere matematic dar nerealizabil pentru că: la valori uzuale ale P, x0, l, d1, lg rezultă Km+Ka 0

S-a ignorat rigiditatea arcului membrană al cărui centru este deplasat cu S = l1 sin la solicitarea cu o forţă laterală.

Pentru determinarea rigidităţii radiale, calculul analitic este extrem de dificil, de aceea se recomandă reglajul prin încercări pentru determinarea unor forţe de lucru egale pe cele trei direcţii.

1.15.3.3.1.6. Calculul schemei cinemato-funcţionale la traductoarele cu contacte electrice, în 3 D

1.15.3.3.1.6.1. Calculul sistemului electronic

Se consideră următoarele două variante de circuite electronice :1. Varianta cu tranzistor (fig. 13)2. Varianta cu circuit electronic integrat (fig. 14)

131

Fig. 13

Această structură este determinată de utilizarea unui LED cu tensiunea de alimentare 24 V.Dacă există posibilitatea utilizării unui LED care să funcţioneze cu o tensiune de alimentare de 5V, al doilea circuit poate fi simplificat prin eliminarea bornei 2 şi a rezistenţelor R1, R2, R3, R.

Se poate observa că circuitul integrat cu 6 inversoare este folosit la jumătate din capacitate sa. Dacă preţul este convenabil, în locul acestuia putem folosi CDB 400E cu patru porţi NAND.

Funcţia pe care o realizează circuitul electronic este:

132

F(x1, x2, x3)= unde:

şi

Fig. 14

=

133

Schema logică a funcţiei f (fig. 15) este :

Fig. 15

CDB 400 E, produs în România , are următoarea structură (16):

Fig. 16Tabelul de adevăr al funcţiei f şi modul de conectare al CDB 400E sunt reprezentate în fig. 17 respectiv 18 .

X3 X2 X1 X1 X2

(X1X2)X3

f

0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 10 1 0 0 0 10 1 1 1 0 11 0 0 0 0 11 0 1 0 0 11 1 0 0 0 11 1 1 1 1 1

134

Fig.17Această soluţie pentru rezolvarea sistemului electronic este originală. Ea se poate adapta şi pe varianta a doua din fig. 18, dacă LED-ul funcţionează la 24 V şi CDB 400E este mai ieftin decât circuitul integrat cu 6 inversoare.

Fig. 18

1.16. TRADUCTOARE ÎN COORDONATE MULTIPLE CU FORŢĂ REGLATĂ

1.16.1. Descrierea constructivă a traductorului

Traductorul multiplu coordonat cu forţă reglată este capabil să detecteze defecţiuni relativ mari la o forţă de măsurare relativ constantă şi prin care localizarea punctului de observare a bilei palpatoare poate fi asigurată din direcţia vectorului forţei de măsurare.

Traductorul multiplu coordonat are ghidaje drepte, incluzând nu numai un traductor de deplasare ci şi un element de mişcare cu care ghidajele pot fi deflectate. Cantitatea de deflecţie a ghidajelor drepte nu are influenţă asupra forţei de măsurare.

În fig. 9 se arată structura de bază a traductorului multiplu coordonat cu forţa de observare conform invenţiei;

135

În fig. (a-c) se ilustrează vederi şi, respectiv secţiuni ale traductorul arătat în figura 9;

În fig. 10 se arată structura de bază a dispozitivului de măsurare a forţei;

În fig. 10a este o ilustrare schematică a mecanismului volantului rotativ cu conducerea curelei.

În fig. 11 este o diagramă a circuitului bloc a reglării electrice a forţei şi arată conexiunile acestuia cu computerul.;

În conformitate cu figura 9 se arată structura fundamentală a traductorului multiplu-coordonat cu 3 unităţi se arcuri paralelograme (3), (4) şi (5) care sunt dispuse astfel încât să poată realiza o mişcare de măsurare în direcţia axelor de coordonate ale sistemului rectangular cartezian. Fiecare din unităţile arcurilor paralelograme au o construcţie identică, dar fiecare sunt rotite cu 90 relativ unul faţă de altul. Elementul (3) asigură operaţia de poziţionare pentru direcţia x; elementul 4 rotit cu 90 faţă de y; elementul (5) rotit cu 90 faţă de y pentru direcţia z. Aceste trei operaţii de poziţionare sunt îndeplinite atâta timp cât forţa de apropiere a observării traductorului la flancul dinţilor corespunde valorii F punct aşezat. Aşa cum s-a arătat pentru paralelogramul arc (3), ele cuprind unităţile paralelogramelor (3a), unitatea de conducere volant (7), traductorul de deplasare (8) şi un amortizor (decomprimator) de oscilaţie(9).

Dispozitivul de măsurare a forţei multiplu-coordonată (6) este conectat prin placa de bază (11) cu unităţile de arcuri paralelograme (3), (4) şi (5). Deflecţia bilei de palpare (1) este astfel, transmisă la traductorul de deplasare (8) pentru direcţia x şi detectată. Traductoarele corespunzătoare pentru direcţiile y şi z sunt conţinute în unităţile de paralelograme arcuri (4) şi (5). Astfel în combinaţie cu sistemul de coordonate al maşinii de măsurare, poziţia centrului bilei de observare (de palpare) e determinată prin intermediul unei adiţii utilizând semnul algebric corect (+/-). Forţa de măsurare rămâne constantă datorită reglării, indiferent de deflecţia paralelogramului.

Pentru compensarea greutăţii (masei) în direcţia z, placa de bază (11) este suspendată printr-o suspensie cu arc şi şuruburi de ajustare (10).

Acest lucru se poate vedea în figura 9(a-c). Conform figurii 9, traductorul este suspendat prin arcuri şi şuruburi de ajustare (10).

Conform figurii 9(a-c), există un cadru „a” pe care un cărucior „b” este deplasabil aşa cum indică săgeţile în figura 9a. Această direcţie de deplasare este x. Un cărucior „c” este deplasabil pe căruciorul „b”, transversal cum indică figura 9b. Aceasta este direcţia y. Căruciorul „c” suportă un cadru „d”. În acest cadru, un cărucior este deplasabil vertical, cum indică săgeţile din figura 9c. Aceasta este direcţia z. Un cărucior „j” este deplasabil în căruciorul „c”, cum indică săgeţile în figura 9a. Este din nou direcţia x. Căruciorul „j” transportă capul de măsurare „g”, arătat în figura 9.

Cu ajutorul căruciorului „b”, capul de măsurare „g” este mişcat într-o poziţie utilizabilă faţă de un flanc al roţii „h” a angrenajului. Apoi căruciorul „b”

136

este prins împreună cu cadrul maşinii „a”. Mişcările în direcţiile x, y, z sunt executate de cărucioarele „c”, „e”, „f” astfel încât numai masele cele mai mici posibil trebuie deplasate.

Figura 9

Bila tijei de palpare (1) este adusă în contact cu un flanc al roţii

137

angrenajului „h”. Întrucât traductorul este aliniat relativ la centrul de rotaţie al roţii angrenajului, un punct al suprafeţei (flancul angrenajului) ce trebuie testat se ştie în computerul maşinii de măsurare şi este astfel certificat.

Figura 9’

Această suprafaţă a flancului dinţilor care se ştie în computer, este suprafaţa punctului stabilit, care este acum asimilată la diferite puncte pentru măsurare / testare cu traductorul pentru a certifica dacă poziţia actuală a traductorului deviază de la poziţia stabilită şi dacă este aşa, cât de mare este eroarea.

Invenţia descrisă aici are obiectivul de a păstra asimilarea traductorului, a constantei de măsurare a traductorului pentru diferite puncte de măsurare, adică să păstreze constantă, indiferent cât de mare e devierea

138

poziţiei actuale a traductorului faţă de poziţia stabilită stocată pe computer.1.16.2. Descrierea tehnico – funcţională a traductorului

Obiectul de măsurat este palpat de una din bilele de palpare (1) a tijei de palpare (2) care este fixată în dispozitivul de măsurare multiplu coordonată (6). Forţa de măsurare generată de către palpare este detectată de dispozitivul de măsurare multiplu coordonată (6) în aceeaşi direcţie cu cea a mişcărilor permise de cele trei arcuri paralelograme (3), (4) şi (5).

Componentele forţei de măsurare detectate în direcţiile coordonate individuale sunt, însumate pentru a rezulta forţa totală rezultantă de măsurare şi apoi comparate cu forţa de măsurare cerută (necesară, prestabilită). Deviaţiile sunt compensate pentru direcţia x de unitatea de conducere (7), în acest caz cu un motor electric.

Compensarea în direcţiile y şi z se face prin unităţi de conducere corespunzătoare în unităţile cu arcuri paralelograme (4) şi (5).

Figura 10 arată structura dispozitivului de măsurare care va cuprinde trei dispozitive de măsurare a forţei , interdependente (61), (62) şi (63).

Forţa de măsurare care este exercitată este transmisă prin tijele palpatoare (2) la plăcile (64) şi (65). Acest dispozitiv măsoară două grinzi de încovoiere (61) care sunt conectate pe placa (67) pentru fiecare arc paralelogram. Pe grinzile de încovoiere (61) sunt dispuse nişte mărci (senzori) care în combinaţie cu circuitele electrice, furnizează un semnal electric Fx 61b, care este proporţional cu componenta efectivă a forţei Fx a forţei de măsurare. Corespunzător componentei forţei 62b este măsurată prin paralelogramul arc (62) şi senzorul (62a). Grinzile de încovoiere (62) sunt conectate la (68) cu dispozitivul de măsurare a forţei (63), pe care sunt dispuşi senzorii care furnizează semnalul Fz 63b. Dispozitivul de măsurare a forţei (63) este conectat la placa de bază (11).

Figura 11 reprezintă o diagramă bloc a circuitului de reglare a forţei şi de transmitere a datelor la computerul (28). Traductorul forţei furnizează semnalele electrice Fx 61b, Fy 62b, Fz 63b. Semnalele (61b), (62b), (63b) sunt trimise, pe de o parte prin convertoarele analog - digitale (61c), (62c) şi (63c) la computerul (26) pe linii (b12) şi evaluate împreună cu semnalul de la elementul logic de semn algebric (14) care e contact cu computerul (26) pe liniile (13). Computerul (26)furnizează magnitudinea şi direcţia vectorului de forţă F şi astfel se poate localiza punctul de observare al bilei de palpare pe obiect şi direcţia normalelor la suprafaţă în acel punct. Pe de altă parte prin circuitul computerului (15), mărimea vectorului forţei de măsurare e asigurată şi comparată prin computerul (16), cu forţa de măsurare cerută. Deviaţia este legată multiplicativ în circuitele (17), (18), (19) cu componentele forţei de măsurare (61b), (62b), (63b) şi trimisă la amplificatoarele de ieşire (20), (21), (22) care prin liniile (23), (24) şi (25) alimentează unităţile de mişcare în paralelogramele arcuri cu energie.

Dacă o poziţie a punctului stabilit a flancului angrenajului e atinsă de

139

traductor conform figurii 9 şi 10 cu ajutorul cărucioarelor „c”, „e” şi „f”, atunci traductorul este transferat în poziţia în care dispozitivul de măsurare a forţei multiplu coordonate, conform figurii 10, furnizează anumite valori (61b), (62b), (63b). Aceste valori conform figurii 11 definesc forţa de măsurare F actual, care este comparată cu forţa de măsurare F punct stabilit. Dacă există o deviaţie atunci pentru cele trei direcţii, au loc la unităţile paralelogramelor de arcuri din figura 1, o ajustare în cele direcţii coordonate cu ajutorul diferitelor dispozitive de mişcare (7), până când F actual corespunde cu F punct stabilit. Această ajustare cauzează modificări la traductoarele de deplasare (8) prezente la unităţile paralelogramelor arcuri (3), (4) şi (5) executând deflecţii şi trimise dispozitivului display-ului (30). Valoarea F punct stabilit la traductoarele de deplasare (8) cauzează deja o deflecţie care corespunde unei valori zero selectate. Dacă deflecţia de bază nu ar fi prezentă, traductorul ar rămâne pe flanc fără nici o forţă, adică valoarea F punct stabilit ar fi egală cu zero ceea

Figura 10a

140

ce în mod natural nu este uzual în termeni practici. O valoare F punct stabilit este deci selectată ca forţa dorită de contact a traductorului cu flancul roţii.

Figura 11

O deflecţie predeterminată a traductorului de deplasare (8) corespunde

141

acestei valori dorite F punct stabilit.Deviaţiile de la această deflecţie rezultă la un punct individual de măsurare deoarece valoarea F actual este făcută să egalizeze valoarea F punct stabilit cu ajutorul unităţilor de deplasare (7).

În figura 10a este o schemă a volantului cu curea (70), un traductor şi un paralelogram arc (3) pentru o axă de coordonate. Motorul (73) transmite mişcarea de rotaţie la cureaua (70) care se răsuceşte şi se scurtează. În cuplajul (72) este fixată cureaua astfel încât scurtarea poate fi transmisă prin placa de bază (11) dispozitivului de măsurare a forţei (6) şi tijei (2) la bila de palpare (1).

1.16.3. Descrierea tehnologică a traductorului

Tehnologia de realizare a arcurilor paralelograme presupune execuţia lamelelor elastice din oţel arc prin debitare, ştanţare, tratament termic şi rigidizare centrală a lamelelor. În construcţia paralelogramelor se are în vedere punerea unor opritoare pentru a lucra în domeniul de elasticitate şi nu de deformaţie.

Tehnologia de realizare a corpurilor şi suporţilor pentru volant, traductor şi amortizor: debitare; frezare; găurire; alezare; lamare; tratament termic; rectificare plană, de revoluţie, de finisare cu piatră de grafit; acoperiri galvanice;

Toate aceste operaţii se realizează pe maşini de precizie.

Tehnologia de realizare a traductoarelor inductive: pentru bobină există înfăşurarea spiră lângă spiră şi

suprapunerea conductorului de cupru într-un număr de spire calculat, asigurând o geometrie perfectă;

miezul se realizează din ferită şi se folosesc operaţii de strunjire, rectificare;

Tehnologia de realizare a arcului elicoidal cilindric presupune: debitare la lungimea desfăşurată a arcului din sârmă de oţel arc; realizarea înfăşurării pe dorn, spiră lângă spiră; încasetarea arcului; tratament termic în casetă; verificarea la forţa de măsurare;

Tehnologia de realizare a tijelor palpatoare: debitare; strunjire grosieră şi fină; frezare; filetare; tratament termic; rectificare conică; acoperiri galvanice

Toate aceste operaţii se fac pe maşini universale de precizie.

1.16.4. Caracteristici tehnico-funcţionale si metrologice ale traductorului

Numărul de coordonate: 3 (x, y, z); x= y=z = 0,5mm; 1mm; rezoluţie: 0,1 μm până la 0,5 μm;

142

forţa de măsurare: Fx=Fy =Fz=(0,1 0,25)N; eroarea: 0,1 μm, 0,5 μm, 1 μm în funcţie de rezoluţie; traductorul are senzori de forţă; lagăre: lamele elastice în construcţie paralelogram; forţa de măsurare: reglabilă.

1.16.5. Aplicabilitatea traductorului

Traductorul se foloseşte la echiparea roboţilor, a maşinilor unelte cu CNC, asigurându-se regimul automat de funcţionare al acestora.

Aceste traductoare asigură un grad de automatizare complet, punând în evidenţă starea lor de funcţionare în limitele optime datorită prezenţei senzorilor pe elementele solicitate ale traductorului, acestea transmiţând în domeniul în care lucrează traductorul şi totodată pune în evidenţă momentele de depăşire a valorilor limită prin intermediul informaţiei la unitatea centrală.

1.17. TRADUCTOARE LINIARE EXPUSE CU GRADUL DE ACURATEŢE MAI BUN DE 1m (LIP)

Traductoare liniare expuse cu gradul de acurateţe mai bun de 1m (LIP) sunt caracterizate de paşi mici de măsurare şi de precizia ridicată. Etalonul gradat este o reţea aplicată pe un substrat de sticlă sau de sticlă ceramică.

Traductoarele (LIP) sunt tipic folosite la: maşini de măsurare sau comparatoare; microscoape de măsurare; maşini ultra-precise ca strungul cu diamant pentru

componentele optice, strungul de finisare pentru stocarea dischetelor şi pentru la maşini de rectificat (şlefuit) a componentelor din ferită;

echipamente de măsurare şi producţie în industria semiconductorilor şi industria electronică;

1.17.1. Prezentarea traductoarelor liniare expuse:

(a) tip (LIP 300) (fig.11): pentru rezoluţii foarte mari cu pasul de măsurare de 1mm; repetabilitate ridicată într-o perioadă foarte mică a

semnalului; comportament termic definit datorat etalonului gradat pe

sticlă ceramică Zerodur.

143

Fig.11

(b) tip (LIP 400) (fig.12): dimensiuni reduse; paşi de măsurare până la 0,005μm; scale disponibile cu diferiţi coeficienţi de expansiune

termici.

Fig.12

(c) tip (LIP 500) (fig.13): pentru măsurarea lungimilor până la 1440mm; pasul de măsurare până la 0,05 μm;

Fig.13

144

1.17.2. Caracteristicile tehnice ale traductoarelor LIP 382, LIP 372, LIP 481, LPI 471:

(tabel 4)

Incremental LIP 382LIP 372

LIP 481LIP 471

Etalon gradatCoeficientul termal de expansiune

Gradaţie DIADUR pe sticlă ceramicăthermo ppm/K

Gradaţie DIADUR pe sticlă sau sticlă ceramică Zerodur

Semnale de ieşire LIP 382: 1Vpp

LIP 375: TTLLIP 481: 1Vpp

LIP 471: TTL

Perioada semnalului LIP 382: 0.128mLIP 372: 0.004m

LIP 481: 2mLIP 471: 0.4m/0.2m

Acurateţea 0.5m 1m ;0.5m

Pasul de măsurare recomandat

1nm 1m până la 0.005m

Domeniul de măsurare

De la 70 la 270mm De la 10 la 420mm

Marca de referinţă fără una

Traductoare liniare expuse cu două coordonate prezintă ca etalon gradat, o structură reţea planară pe un substrat de sticlă. Aceasta face posibilă măsurarea poziţiei într-un plan. Aplicaţiile includ:

echipamente de producţie şi măsurare în industria semiconductorilor;

echipamente de producţie şi măsurare în industria electronică;

platouri x-y extrem de rapide; maşini de măsurare şi comparatoare microscop de măsurare

145

Fig.14

1.17.3. Caracteristicile tehnice ale traductoarelor PP 281, PP 271, LIP 581, LIP 571 sunt redate în tabelul 4:

(tabel 5)Incremental PP 281PP271

LIP 581LIP 571

Etalon gradatCoeficientul termal de expansiune

Gradaţie DIADUR pe sticlă therm8 ppm/K

Gradaţie DIADUR pe sticlă therm8 ppm/K

Semnale de ieşire PP 281: 1Vpp

PP271: TTLLIP 581: 1Vpp

LIP 571: TTL

146

Perioada semnalului PP 281: 4mPP271: 0.8m

LIP 581: 4mLIP 571: 0.8m/0.8m

Acurateţea 2m 1m Pasul de măsurare recomandat

0.014m 1m până la 0.05m

Domeniul de măsurare 68 x 68mm De la 70 la 1440mmMarca de referinţă Una per coordonată Una sau cu distanţă-

codată

1.18. TRADUCTOARE LINIARE EXPUSE CU GRAD DE PRECIZIE ±3μm (LIDA, LIF)

Traductoare liniare expuse cu grad de precizie ±3μm (fig.15)sunt caracterizate de o instalare uşoară. Sunt utilizate în:

maşini de măsurare în coordonate; maşini de verificat; maşini de asamblat PCB; maşini de găurit PCB; dispozitive de manipulare precise; măsurarea poziţiei şi vitezei motoarelor liniare.

Traductoarele liniare (LIDA) utilizează scală de oţel AURODUR ca etalon gradat. Sunt ideale pentru viteze de deplasare ridicate de până la 8m/s. Metoda de scanare specială pe care o folosesc le face extrem de tolerante faţă de contaminarea scalei şi neuniformitatea suprafeţei de montare.

O reţea de sticlă, realizată printr-un procedeu SUPRADUR, serveşte ca etalon gradat pentru traductoarele (LIF). Perioada mică a semnalului permite repetabilitate ridicată.

Caracterizarea utilizării traductoarelor liniare expuse:(a) tip (LIF 400):

prinderea uşoară şi simplă a scalei cu adeziv film – „Heidenhain Preciment”;

relativ insensibile la contaminare datorită gradaţiilor SUPRADUR;

repetabilitate ridicată; comportament termic definit; timpi mici de montare; detectarea poziţiei prin intermediul limitatoarelor şi căilor

de aducere acasă;(b) tip (LIDA 101):

scală de oţel dintr-o bucată; pentru viteze de parcurgere înalte;

(c) tip (LIDA 405): pentru lungimi de măsurare mari: 30m;

147

pentru viteze de deplasare înalte; scală din oţel AURODUR dintr-o bucată ghidată pe suporţi

port-scală; scala este adusă la o tensiune definită şi fixată la ambele

capete de baza maşinii;(d) tip (LIDA 407):

montare rapidă, simplă a suportului scalei cu adezivul film Preciment;

pentru viteze de deplasare ridicate; scală de oţel AURODUR dintr-o bucată ghidată pe suporţi; fixarea centrului scalei garantează comportamentul termic

definit; LIDA 400 (fig.15) au limitatoare integrate

Fig.15

Traductoarele liniare expuse cu grad de precizie 3m, prezentate pe variante constructive, scot în evidenţă următoarele aspecte:

(a) sunt utilizate la diferite echipamente tehnice şi tehnologice pentru optimizarea şi modernizarea acestora, pentru integrarea cu sistemele informatice şi informaţionale ale acestora, pentru asigurarea acurateţei şi preciziei în procesele de fabricaţie corespunzătoare;

(b) sunt realizate în variante constructive şi cartotipodimensionale cât mai multe pentru acoperirea cerinţelor şi solicitărilor din diferite medii industriale şi de laborator;

(c) sunt uşor de montat pe echipamentele tehnologice şi tehnice, ale căror aplicaţii sprijină dotarea tehnică, la nivele de calitate

148

superioare;(d) informaţiile date de aceste traductoare sunt foarte uşor de

transformat, dar mai ales de prelucrat prin sisteme informatice şi informaţionale anexate echipamentelor tehnologice;

(e) sunt utilizate în multe medii industriale şi datorită gradului mare de aplicabilitate şi implementare, pe echipamentele tehnologice;

(f) sunt recomandate prin parametrii tehnico-metrologici foarte înalţi;

1.19. TRADUCTOARE DE LUNGIME TIP HEIDENHAIN-CERTO, CU PRECIZIE 0.1m

Traductoarele de lungime tip Heidenhain-Certo, (fig.16) cu precizie 0.1m oferă o gamă largă de lungimi de măsurare, o precizie liniară ridicată şi rezoluţie în domeniul nanometrilor. Sunt predominant utilizate pentru controlul calităţii producţiei părţilor cu precizie ridicată şi pentru monitorizarea şi calibrarea standardelor de referinţă. Traductoarele reduc numărul de etaloane de lucru cerute pentru calibrarea unităţilor electronice.

Fig.16

1.19.1. Precizia traductoarelor

Eroarea totală a traductoarelor de lungime „Heidenhain-Certo” se întinde între 0.1m. După compensarea erorii traductoarelor liniare în electronica de evaluare a ND 281D, de exemplu, se garantează o precizie de 0.03m pentru CT 2055 şi 0.05m pentru CT 6000. Aceste grade de precizie se aplică pe întregul domeniu de măsurare la temperatura ambientală între 19 şi 210C şi cu o variaţie a temperaturii de 0.1K în timpul măsurătorilor

149

pentru care standul de calibre CS 200 Heidenhain-Certo , este folosit.

1.19.2. Acţionarea tijei de palpare

Tija de palpare a traductoarelor CT 2501 şi CT 6001 este avansată şi retrasă de un motor integral. Poate fi acţionată de switch-ul asociat, care de asemenea poate fi controlat de un semnal extern.

CT 2505 şi CT6002 nu au motor pentru tija de palpare. Tija de palpare mobilă este conectată de un cuplaj separat cu elementul mobil al dispozitivului.

Caracteristicile tehnice ale traductoarelor CT 2501, CT 2502, CT 6001, CT 6002 sunt redate în tabelul următor:

(tabel 6)

Incremental

CT 2501CT 2502 CT 6001 CT 6002

Etalon gradat Gradaţie DIADUR pe sticlă ceramică Zerodurtherm00.1 ppm/K

Semnale de ieşire

11App

Perioada semnalului

2m

Acurateţea 0.1m0.03m

0.1m0.05m

Pasul de măsurare recomandat

0.01m şi 0.05m cu ND 281 B

Domeniul de măsurare

25mm 60mm

Acţionarea tijei

Acţionată prin motor

Via cuplaj Acţionată prin motor

Via cuplaj

Marca de referinţă

Una

1.20 TRADUCTOARE DE LUNGIME HEIDENHAIN-METRO CU PRECIZIE DE 0.2m

150

Datorită sistemului de precizie ridicată şi perioadei mici a semnalului, traductoarele de lungime tip Heidenhain-Metro MT 1200 şi MT 2500 sunt ideale pentru staţii de măsurare precise sau pentru echipamente de testare. Acestea asigură tije de palpare ghidate cu bucşe şi în consecinţă permit forţe radiale mari.

1.20.1. Acţionarea tijei de palpare

Traductoarele de lungime din seria (MT12x1) şi (MT25x1) au tija de palpare cu arc tensionat. Tija de palpare avansează când arcul este în faza de repaus. Într-o versiune fără arc, exercită o forţă joasă asupra obiectului de măsurat.

La traductoarele de lungime pneumatice (MT 1287) şi (MT 2057), tija de palpare este retrasă în poziţia de repaus de un arc şi este avansată către poziţia de măsurare cu ajutorul arcului comprimat.

Fig.171.20.2. Montajul traductoarelor

Traductoarele de lungime (MT 1200) şi (MT 2500) sunt fixate prin părţile lor de prindere 8h6. o aplică de montare este disponibilă ca un

151

accesoriu pentru montarea traductoarelor pe suprafeţe plane sau pe (MS 200)de la firma Haidenhain.

Caracteristicile tehnice ale traductoarelor MT 1201, MT 1271, MT 1281, 1287, MT 2501 sunt redate în tabelul următor:

(tabel 7)IncrementalMT 1201

MT1271 MT1281MT1287

MT2501 MT2571

MT2581MT2587

Etalon gradat Gradaţie DIADUR pe sticlă ceramică Zerodurtherm00.1 ppm/K

Semnale de ieşire

11App TTL 1 Vpp 11App TTL 1 Vpp

Perioada semnalului

2m 0.4m0.2m

2m 0.4m0.2m

2m

Acurateţea 0.2m

Pasul de măsurare recomandat

0.5m până la 0.05m

Domeniul de măsurare

12mm 25mm

Acţionarea tijei MT 12x1/MT 25x1: ridicare cu cablu sau liberăMT 1287/MT 2587: pneumatic

Marca de referinţă

una

1.21. TRADUCTOARE DE LUNGIME TIP HEIDENHAIN –METRO CU PRECIZIE 0.2m

Domeniile mari de măsurare împreună cu precizia înaltă face ca (MT 60) şi (MT 101) să fie atractive pentru verificări, monitorizarea producţiei, controlul calităţii dau măsurarea oricăror componente cu dimensiuni foarte diferite. Dar sunt şi uşor de montat ca traductoare de poziţie cu precizie ridicată, de exemplu pe dispozitive de alunecare sau suprafeţe plane x-y.

152

Fig.18

1.21.1. Acţionarea tijei de palpare

Traductorul versiunea M asigură un motor integral care retrage şi avansează tija de palpare. În timp ce (MT 101 M) funcţionează cu o forţă de palpare constantă, (MT 60 M) permite selectarea din trei nivele de forţă.

Traductorul versiunea K nu are acţionare integrală a tijei de palpare. Acesta se deplasează liber. Poate fi conectat la elemente mobile printr-un cuplaj.

1.21.2. Caracteristicile tehnice ale traductoarelor MT 60 M, MT 60 K, MT 101 M şi MT 101 K sunt redate în tabelul următor:

(tabel 8)Incremental MT 60 M MT 60 K MT 101 M MT 101 K

Etalon gradat Gradaţie DIADUR pe sticlă ceramicăSemnale de ieşire

11App

Perioada semnalului

10m

Acurateţea 0.5m 0.1mPasul de măsurare recomandat

60mm

Domeniul de măsurare

25mm 60mm

Acţionarea tijei

Acţionată prin motor

Via cuplaj Acţionată prin motor

Via cuplaj

Marca de referinţă

Una

153

1.22. TRADUCTOARE DE LUNGIME TIP HEIDENHAIN-SPECTO CU PRECIZIE 1m

Datorită dimensiunilor lor reduse, aceste traductoare sunt alese, în special pentru aparate de inspecţie multipoint sau echipamente de testare.

1.22.1. Acţionarea tijei de palpare

Traductoarele (ST 12x8) şi (ST 30x7) asigură o tijă de palpare cu arc tensionat. La cele pneumatice (ST 12x7) şi (ST 30x7), tija de palpare este retrasă în poziţia preferenţială de un arc şi este avansată către poziţia de măsurare, prin acţiunea arcului comprimat.

Fig.19

1.22.2. Montajul traductoarelor

Sunt fixate prin părţile proprii de prindere 8h6.

1.22.3. Caracteristicile tehnice ale traductoarelor ST 1208, ST 1278, ST 1288, ST3008, ST 3078 şi ST 3088 sunt redate în tabelul următor:

154

(tabel 9)

IncrementalST1208ST1207

ST1278ST1277

ST1288ST1287

ST3008ST3007

ST3078ST3077

ST3088ST3087

Etalon gradat

Scală din sticlă DIADUR

Semnale de ieşire

11App TTL 1 Vpp 11App TTL 1 Vpp

Perioada semnalului

20m 0.4m0.2m

20m 0.4m0.2m

20m

Acurateţea 1m

Pasul de măsurare recomandat

1m până la 0.5m

Domeniul de măsurare

12mm 30mm

Acţionarea tijei

ST 12x8/ST 30x8: de obiectul măsuratST 12x7/ST 30x7: pneumatic

Protecţie IP 64

Marca de referinţă

una

1.23. MĂSURAREA UNGHIURILOR

1.23.1. Traductoare unghiulare

Traductoarele unghiulare (fig.20) sunt caracterizate de valori ale preciziei ridicate în subdomeniul arcelor. Aceste dispozitive sunt folosite în aplicaţii precum: mese rotative NC, pe capul revolver al maşinilor unelte, aparate de divizat, mese de măsurare unghiulare de mare precizie, dispozitive de precizie din metrologia unghiulară, antene şi telescoape, îndeplinindu-se următoarele cerinţe:

155

precizie de la la ; paşii de măsurare fini de 0.00001o sau

(incremental) sau 27 biţi, aprox 134 mil. Poziţii per revolută;

Fig.20

1.23.2. Traductoare de rotaţie

Traductoarele de rotaţie (fig.21) servesc ca senzori de măsurare pentru mişcarea rotativă, viteza unghiulară şi când sunt folosite în conjuncţie, cu etaloane gradate mecanice, cum ar fi şuruburi conducătoare, pentru mişcare liniară. Domeniile de aplicaţie includ motoarele electrice, maşinile unelte, imprimante, maşini de prelucrare a lemnului, războaie pentru textile, roboţi şi manipulatoare, ca şi diferite dispozitive de măsurare, testare şi verificare, îndeplinindu-se următoarele cerinţe:

precizie de la ; paşii de măsurare fini de 0.001o. Semnalele incrementale

sinusoidale por fi interpolate până la 4096 pentru controlul digital al vitezei.

156

Fig.211.23.3. Variante de montare a traductoarelor (fig.22, fig.23,

fig.24)

La traductoarele unghiulare şi rotative cu rulmenţi şi cuplaj stator, discul gradat este conectat direct la ax. Unitatea de scanare este ghidată pe ax prin lagăre cu bile. În timpul accelerării unghiulare a axului, cuplajul stator trebuie să absoarbă doar momentul rezultat din frecarea rulmenţilor, minimizând atât eroarea de măsurare statică cât şi dinamică. Mai mult, cuplajul montat pe stator compensează deplasarea axială a axului.

Alte beneficii ale cuplajului stator, după cum urmează: uşurinţă în montare; lungime totală mică; frecvenţă naturală ridicată a cuplajului; posibilitatea găuririi axului.

Traductoarele unghiulare şi rotative fără rulmenţi operează fără frecare. Cele două componente – capul de scanare şi discul gradat – sunt reglate una faţă de alta în timpul montajului.

Beneficiile acestor traductoare sunt: funcţionează în spaţii de instalare limitate; diametru mare al orificiului arborelui; viteze de schimbare ridicate; fără moment adiţional la pornire.

La traductoarele unghiulare şi rotative incrementale, poziţia curentă

Fig.22 Fig.23

157

Fig.24este diminuată începând de la o informaţie de referinţă şi numărând paşii de măsurare, sau subdivizând şi măsurând perioadele semnalului. Traductoarele incrementale tip Heidenhain dispun de semne (mărci) de referinţă, care trebuie scanate după deschidere pentru a restabili informaţia de referinţă.

Traductoarele rotative incrementale cu semnale de comutaţie aprovizionează valoarea poziţiei de schimbare unghiulare – fără a necesita parcurgeri anterioare – cu suficientă precizie pentru a controla corect fazele câmpului rotativ ale magnetului permanent trifazat motor.

Traductoarele unghiulare absolute şi rotative nu necesită deplasare anterioară pentru a asigura valoarea poziţiei curente.

Traductoarele cu rotire-unică asigură valoarea poziţiei unghiulare curente în decursul unei turaţii, în timp ce traductoarele multi-rotaţie pot face diferenţa între turaţii.

Traductoarele unghiulare absolute şi rotative furnizează valoarea poziţiei printr-o interfaţă EnDat, SSI, POFIBUS-DP sau altă interfaţă serială. Interfaţa bidirecţională EnDat PROFIBUS-DP dă posibilitatea configurării automatice a nivelului electronic şi are funcţii de monitorizare şi diagnosticare.

Cu traductoarele rotative programabile, utilizatorul poate ajusta diferite funcţii ale traductorului şi diferiţi parametrii de la PC prin software-ul asigurat.

Traductoare unghiulare

(tabel 10)

Traductoare unghiulare Seria

cu rulmenţi şi cuplaj stator

IncrementalAbsolut (rotire unică)

RON, RPN

RCNcu rulmenţi, pentru cuplaj-arbore separat

Incremental ROD

fără rulmenţi Incremental ERP, ERO, ERA, ERMTraductoare rotativecu rulmenţi şi cuplaj stator

Incrementalabsolut (rotire unică)Absolut (multi-rotaţie)

ERNECNEQN

cu rulmenţi, pentru cuplaj-arbore separat

Incrementalabsolut (rotire unică)Absolut (multi-rotaţie)

RODROCROQ

fără rulmenţi Incrementalabsolut (rotire unică)Absolut (multi-rotaţie)

EROECIEQI

158

1.24. TRADUCTOARE UNGHIULARE CU RULMENŢI ŞI CUPLAJ STATOR (RCN, RON, RPN)

Datorită acurateţei lor statice şi dinamice, traductoarele unghiulare (RCN, RON, RPN) cu rulmenţi şi cuplaj stator sunt unităţile preferate pentru aplicaţii de înaltă precizie ca mese rotative şi dispozitive de basculare. Pentru unităţile cu cuplaj stator, precizia specificată include şi eroarea cauzată de cuplaj. Pentru traductoarele unghiulare cu cuplaj arbore separat, (fig.25), eroarea dată de cuplaj trebuie adăugată pentru a găsi (stabili) precizia sistemului.

Fig.25

1.24.1. Caracteristicile principale:

(a) tip (RON / RCN 200), (fig.26): dimensiuni compacte; design viguros; utilizat în deosebi cu mese rotative, mese basculante,

pentru poziţionare şi monitorizare sincronizată; pasul de măsurare fin de 0.0001o;

159

versiuni din oţel inoxidabil disponibile la cerere.

Fig.26

(b) tip (RON / RCN 700 şi RON / RPN / RCN 800) (fig.27): diametru mare pentru axul tubular: 60mm; pasul de măsurare: 0.0001o cu grad de precizie al sistemului

de şi ; folosit în deosebi pe mese de măsurare rotative şi unghiulare,

armături, setup-ul măsurătorilor, scanere de imagine;

Fig.27

versiuni din oţel inoxidabil disponibile la cerere.(c) tip (RON 905) (fig.28):

traductor unghiular cu precizie ridicată; acurateţea sistemului ; folosit cu dispozitive de măsurare cu precizie ridicată, antene

160

şi pentru echipamente de verificare a măsurării.

Fig.28

1.25. TRADUCTOARE UNGHIULARE CU RULMENŢI, PENTRU CUPLAREA SEPARATĂ A ARBORELUI (ROD)

Traductoarele unghiulare (ROD) cu arbore solid pentru cuplarea separată a arborelui sunt atractive pentru aplicaţiile unde sunt necesare viteze mari şi toleranţe largi de montare. Precizia cuplajului cu arborele permite mişcarea pe axă de până la 1mm.

Pentru traductoarele unghiulare cu cuplare separată a arborelui, eroarea de măsurare unghiulară cauzată de cuplaj trebuie adăugată pentru a putea fi stabilită precizia sistemului.

1.25.1. Caracteristicile principale:

(a) tip (ROD 200), (fig.30): dimensiuni compacte; design viguros; folosit îndeosebi cu mese rotative, mese basculante,

161

pentru poziţionare şi monitorizare sincronă; pasul de măsurare 0.0001o.

Fig.30 (tabel 11)

Incremental ROD 260 ROD270 ROD 280

Semnale incrementale TTL TTLx10 1Vpp

Acurateţea sistemului 18000/Pasul de măsurare recomandat 0.005o 0.0005o 0.0001o

Viteza mec. Perm. 10000rpm

(b) tip (ROD 780 şi ROD 880), (fig.31): precizie ridicată: (ROD 780) sau (ROD 880); pentru paşi de măsurare fini de 0.0005o; ideale pentru măsurări unghiulare pe mese rotative de

precizie înaltă, aparate de divizat sau maşini de măsurat.

Fig.31 (tabel 12)

Incremental ROD 780 ROD 880

Semnale incrementale 1Vpp 1Vpp

Acurateţea semnalului 18000/36000/

36000/

Pasul de măsurare recomandat

0.0001o/0.00005o 0.00005o

162

Viteza perm. mec. 1000rpm

1.26. TRADUCTOR DE MĂSURAT LUNGIMI

1.26.1. Prezentare

Traductorul de măsurare se referă la o “probă de măsurare” a dimensiunilor unei piese.

Se cunoaşte măsurarea dimensiunilor pieselor cu maşini în coordonate sau scule, asigurând aparate de măsurare incluzând o probă de măsurare pentru determinarea poziţiei coordonate a probei faţă de piesă. Aparatul este acţionat să deplaseze „proba” spre o suprafaţă a piesei a cărei poziţie coordonată trebuie măsurată şi proba este adaptată să răspundă printr-un semnal la un “cuţit / peniţă”, formând o parte „a probei”.

În aşa numite “probe de declanşare” semnalul probei este un semnal-pas produs între “cuţit / peniţă” şi suprafaţa / poziţia suprafeţei şi sunt măsurate în termenii citirii instrumentelor de măsurare ale maşinii la o cuplare bruscă ulterioară. Semnalul este produs ca un rezultat al “cuţitului / peniţei” care formează o parte componentă a unui circuit electric al „probei”, fiind scos din poziţia de repaus, determină o schimbare a stării circuitului.

În probele de declanşare cunoscute există o dificultate în relatarea exactă a momentului în care “cuţit / peniţă” cuplează piesa faţă de momentul în care semnalul este recepţionat de maşină.

Deplasarea inevitabilă a “peniţei” între aceste două evenimente nu este întotdeauna uniformă pentru toate condiţiile de funcţionare. În particular, această deplasare poate fi diferită pentru diferite direcţii de deplasare ale “peniţei” faţă de bază. Deoarece măsurătoarea la instrumentul de măsurare al maşinii se efectuează în timp ce proba se deplasează, atunci pentru o viteză dată a acestei deplasări, orice variaţie în deplasarea anterioară, rezultă într-o variaţie a măsurătorii.

În specificaţia de Brevet European, s-a făcut o încercare, de a trata separat deplasarea “cuţitului / peniţei”, necesară pentru producerea semnalului de probă şi deplasarea (supra-deplasarea cuţitului), necesară pentru a evita o defecţiune a probei sau a maşinii înainte ca maşina să poată fi oprită după generarea semnalului. În această specificaţie a brevetului este prezentat un sistem senzorial, cuprinzând elemente sensibile dispuse în trei locuri în jurul axei “cuţitului / peniţei” într-un “membru intermediar” şi corpul probei. Elementele sensibile sunt utilizate să asigure o indicare timpurie a deplasării “membrului intermediar” faţă de bază înainte ca peniţa, care este şi ea montată pe “membrul intermediar” să fie deplasată din poziţia de repaus. Cu toate că acest aranjament reduce cantitatea de deplasare anterioară a “cuţitului / peniţei”mai sunt variaţii în această deplasare depinzând de diferitele direcţii de deplasare ale peniţei pe piesă

163

îndeosebi când se folosesc “cuţite / peniţe” ce fac contact cu piesa într-un punct deviat de la axa probei.

O altă încercare de a asigura o mai mare precizie măsurătorii utilizând o probă este pezentată în invenţia internaţională nr. W085/04706. Aici este descris conceptul de utilizare al senzorilor de deplasare conectaţi la peniţă si care generează un singur semnal de comunicare cu o singură maşină când nivelul combinat al semnalului de la senzori a atins un prag determinat anterior indicând o deplasare determinată anterior a peniţei. Apoi prin programare corespunzătoare a calculatorului maşinii se poate lua în considerare deplasarea cunoscută, şi maşina este gata să indice poziţia probei înainte de asemenea deplasări; de exemplu poziţia primului contact cu piesa.

Sunt însă câteva limitări pe acest sistem, prin aceea că este viabil numai cu o peniţă care este în linie cu axa probei. De asemenea, cu tipul de traductor prezentat proba este relativ scumpă, necesită o recalibrare pentru o peniţă de diferite lungimi şi are numai o protecţie limitată pentru supra- deplasare.

Scopul prezentei invenţii este să asigure o probă de măsurare care reduce variaţiile în deplasările peniţei care au apărut în sistemele anterioare. Un alt scop al invenţiei este să asigure o probă care să permită, ca deplasarea reală să rămână la o valoare acceptabilă, pentru a asigura o mare imunitate la declanşări false cauzate de vibraţii exterioare sau accelerări ale maşinii. Un alt scop al invenţiei este să asigure o probă care acţionează în şase direcţii perpendiculare reciproce şi să atingă / obţină primele două scopuri menţionate mai sus în toate cele şase direcţii.

Invenţia reduce variaţia în deplasarea anterioară a unei probe prin asigurarea unei structuri de sprijin a peniţei pe corpul probei şi care cuprinde două porţiuni interconectate, în poziţii aflate în spaţii egale în jurul axei probei de tip “bară”, fiecare având o axă longitudinală paralelă cu axa probei.

O porţiune a structurii este conectată la corpul probei şi peniţa este suportată de cealaltă porţiune. Elementele sensibile de elongaţie, sunt montate pe fiecare “bară” cu axele înclinate faţă de axele longitudinale ale barelor. Avantajul acestei invenţii este că dimensiunile şi poziţiile barelor şi poziţiile şi orientările elementelor sensibile faţă de bare pot fi optimizate pentru a produce nu numai deplasarea anterioară necesară a peniţei pentru imunitate la declanşarea falsă, ci una care are o variaţie foarte mică indiferent de deplasarea peniţei chi9ar şi cu peniţe având axe înclinate spre, sau dinspre axa probei.

În continuare va fi descris un exemplu al invenţiei, amănunţit, cu referire la desenele însoţitoare în care:

fig. 1 este o secţiune printr-o probă conform prezentei invenţii;

164

fig. 2 este o vedere plană pe linie II – II a fig. 1, arătând modul în care sunt sprijinite părţile mobile ale probei; fig.3 este o ilustrare mărită, detaliată a unui element sensibil din prezenta invenţie pe bara lui asociată; fig. 4 este o diagramă a elementelor electronice a sistemului de semnalizare a probei; fig. 5 este o diagramă, prezentând legăturile dintre probă şi o unitate interfaţă pe o maşină.În figurile 1 şi 3 este prezentată o „probă de măsurare” (10), care

este sprijinită de cursorul glisor, mobil, al unei maşini de măsurat (ne prezentată în figură) pentru deplasare faţă de o piesă (12) aşezată pe suprafaţa (14) a maşinii. Mişcarea de glisare a maşinii aduce proba în contact cu o suprafaţă a piesei (12) pentru stabilirea / simţirea poziţiei şi la contactul cu suprafaţa menţionată, proba, trimite un semnal la maşina care determină coordonatele poziţiei probei în spaţiu, prin înregistrarea poziţiei cărucioarelor maşinii, utilizând contoare ale poziţiei aflate pe maşină.Proba are un corp (16) care are un ghidaj (18) pentru conectare la maşină. Astfel corpul poate fi considerat ca şi cuprinzând structuri fixe ale probei. Corpul are un ax (16A). În corpul (16) este o structură mobilă indicată în general prin numărul (19), care cuprinde un suport de peniţă (20), la care e legat un mănunchi de peniţe (21). Mănunchiul din acest exemplu are 5 peniţe (22) ce se extind în direcţii perpendiculare reciproce din centrul mănunchiului. Cele cinci peniţe permit efectuarea contactului între probă şi diferitele suprafeţe ale unei piese prin mişcarea maşinii în oricare din cele şase direcţii perpendiculare reciproce. Suportul de peniţă (20) cuprinde o placă centrală triunghiulară (24) (fig. 2) centrată pe axa (16A). Placa (24) este sprijinită în poziţia de repaus pe un membru intermediar (28) cu ajutorul unei perechi de elemente (30) purtate de membrul intermediar (28) care angajează rolele (26) şi cu care formează un suport cinematic pentru placa (24) pe membrul intermediar (28). Un arc (32) tensionat susţine placa (24) în poziţia de repaus când oricare din peniţele (22) angajează piesa (12). Membrul intermediar (28), care de asemenea, formează o parte a structurii mobile (19) cuprinde o placă triunghiulară sprijinită de corpul probei (16) de un suport cinematic ce cuprinde elementele sferice (30) sub formă de role extinse radial (34) pe o placă inelară de rolă (36A). Elementele (30) sunt susţinute în jos în angajare cu rolele (34) de un arc (38) pentru a defini o localizare pozitivă pentru membrul intermediar pe placa (36A) de unde poate fi dispusă basculant sau axial faţă de forţa arcului când oricare din peniţe angajează piesa. În acest exemplu arcul (38) este localizat de un suport conic al arcului (42) care la rândul lui reacţionează pe o structură (40) fixă triunghiulară conectată la placa (36A), aranjamentul fiind astfel încât arcul

165

Fig.1

(38) este în mod normal în compresie. Placa (36A) este singurul mijloc de sprijin pentru membrul intermediar (28). Placa (36A) formează o porţiune dintr-o structură triunghiulară fixă (36) din care a doua porţiune (36B) este

166

Fig. 2conectată la periferia radială externă la corpul de probă (16). Cele două porţiuni (36A) şi (36B) ale structurii (36) sunt interconectate de cel puţin trei bare (44) dispuse pe circumferinţa. Barele (44) formează o zonă având o

167

Fig.3

relativă slăbiciune în locul dintre suportul de peniţă şi corpul probei astfel

168

încât acesta formează locul de solicitare maximă când o forţă e aplicată peniţei. Barele au o axă (44) paralel cu axa (16A) a corpului de probă. Senzorii (46) sub formă de şablon (calibru semiconductor elongat) sunt dispuşi câte unul pe fiecare bară şi fiecare calibru este poziţionat cu axa lui longitudinală (46A) înclinat la un unghi faţă de axa (44A) a barei. În acest fel fiecare calibru va semnaliza când în bara apare orice efort, fie că acest efort este de întindere compresiv sau torsional sau o combinaţie a acestora. Dimensiunile d, b şi 1 ale barelor şi ale numerelor şi poziţiilor lor în jurul structurii (36), împreună cu înclinaţiile axelor calibrelor de efort sunt optimizate pentru a asigura cea mai mare sensibilitate compatibilă cu nevoile de evitare a declanşării false datorate vibraţiilor maşinii şi acceleraţiilor şi pentru a asigura variaţia minimă în deplasarea în toate direcţiile de aplicare a forţei oricăreia din peniţele (22).

Într-o construcţie practică trei bare de 0,5 mm lungime fiecare, au fost dispuse în mod egal în jurul structurii (36) şi fiecărei bare i s-a ataşat un calibru de efort, a cărei axă longitudinală a fost înclinată la 250 faţă de axa barei respective. Cu această probă a fost posibilă obţinerea unui semnal de declanşare din partea peniţei după o deplasare de 2 m, 0,5 m, în orice direcţie de aplicare a forţei la capătul oricărei din peniţele (22), indiferent dacă peniţa implicată a fost poziţionată vertical sau orizontal, sau în oricare altă poziţie în cadrul unui înveliş semisferic indicat la 51 centrat la 0. Partea mai joasă a corpului de probă (16) a fost înconjurat de un manşon (48) şi sigilat cu un sigiliu de cauciuc (49) pentru protecţie împotriva deteriorării şi pătrunderii murdăriei. Utilizând calibre de efort sensibile şi bare scurte rigiditatea relativă a structurii (36) este mare ceea ce produce o mare imunitate la declanşări false şi asigură un histerezis mecanic neglijabil în sistem. În timpul funcţionării proba este antrenată de maşină spre o suprafaţă a piesei (12). Utilizând un mănunchi de peniţe, având cinci peniţe ortogonale (22), măsurătorile se pot face în oricare din cele şase direcţii ortogonale. Pentru că suporţii de peniţă pe membrul intermediar şi pentru membrul intermediar pe structura (36) sunt suporţi cinematici, structura mobilă în întregime şi structura (40) pot fi considerate o singură structură solidă până când forţele arcurilor sunt depăşite de forţele de dislocare asupra peniţei când ea face contact cu suprafaţa piesei. Astfel, la un contact iniţial cu piesa orice deflecţie a peniţei, rezultă într-un efort pus pe singura structură solidă, care este maxim pe bare şi este simţită de calibrul de efort (46). Semnalele acestuia trec prin conductele (47) la un circuit electric (50) din interiorul corpului probei, în care rezistenţa schimbătoare a calibrului de efort este sesizată.

Circuitul electric (50) produce un semnal de declanşare care este pasat unui al doilea circuit electric al aparatului, în afara probei (care în acest exemplu este în unitatea interfaţă 1F, fig. 5) unde semnalul este preparat înainte de a trece la dispozitivul de măsurare al maşinii, pentru a citi poziţia instantanee a probei şi a opri maşina. Deoarece maşina nu poate fi

169

oprită instantaneu, mişcarea ei continuă cauzează alte deflecţii ale peniţei până ce forţa unuia sau a altuia dintre arcuri e depăşită şi, suportul de peniţă sau membrul intermediar se ridică de pe suportul sau cinematic. Aceasta asigură întreruperea mişcării maşinii în toate cele şase direcţii înainte de a afecta sau a deteriora rezultatele probei. La aranjament opţional de siguranţă deplasarea peniţei din poziţia de repaus poate fi simţită suplimentar de un circuit electric (49) care conectează toate elementele sferice (30), asigurând astfel contacte completate de elementele (26), (34) în poziţie de repaus.

Astfel, orice deplasare a peniţei provocând ridicarea oricărui element de pe contactele respective întrerupe circuitul. Circuitul este conectat la circuitul electronic (50) care simte această schimbare. Cu toate că proba descrisă mai sus are o peniţă capabilă să se deplaseze în şase direcţii de-alungul axe ortogonale x; y; z, se va înţelege că invenţia va putea fi aplicată şi unei probe având o peniţă ce se va deplasa în numai cinci direcţii, adică una în care peniţa nu se poate deplasa pe direcţie verticală, în jos, (direcţia – z).

De asemenea, se va înţelege că dispunerea relativă a elementelor pe structurile statice şi mobile pot fi variate pentru a asigura aranjamentele alternative ale suporţilor cinematici fără a se îndepărta de principiul de bază al invenţiei.

Detalii ale circuitului electronic (50) vor fi descrise, cu referire la fig. 4. Cele trei calibre de efort SG1, SG2 şi SG3 sunt conectate cu rezistenţele R1, R2, şi R3 într-un voltaj de alimentare VS, care –şi are originea într-o sursă DCVDC şi un voltaj de referinţă V0, conectat la unitatea IF la terminalele T1

şi T5.Voltajul de alimentare este reglat la o valoare constantă de regulatorul VR. Valoarea fiecărei rezistenţe este aranjată să fie identică cu cea a rezistenţei nominale a fiecărui calibru de efort, astfel încât voltajul nominal la legăturile J1, J2 şi J3 dintre rezistenţe şi calibre este 0,5 VS.

Orice schimbare în rezistenţa calibrelor ar provoca variaţii ale voltajului la cele trei legături, şi aceste variaţii sunt amplificate în amplificatoarele A1, A2

şi A3 care asigură ieşiri AO1, AO2, AO3, care sunt pasate comparatoarelor W1, W2, şi W3 care asigură semnalul de declanşare de la probă la maşină. Pentru a evita semnale false de declanşare datorate variaţiilor rezistenţa calibrelor, se asigură un circuit propriu de punct 0 care polarizează / negativizează ieşirea fiecărui amplificator la 0,5 VS.

Funcţionarea acestui circuit este descrisă numai referitor la amplificatorul A1 .În scopul acestei descrieri 0,5 V3 este considerat a fi egal cu 0. Ieşirea AO1 a amplificatorului A1 este conectată la o intrare a voltajului a unui amplificator TC1 şi cealaltă ieşire a voltajului pentru care este 0,5 VS.

170

Fig. 4

Este asigurată de asemenea, o intrare de curent pentru amplificatorul TC1 şi ieşirea TCO1 a amplificatorului TC1, care este o ieşire de curent, depinde de diferenţa dintre intrările voltajului AO1 şi 0,5 VS

şi pe intrarea de curent Ia. Funcţionarea traductorului de transconductanţă TC1 este conectată atât la un potenţial de 0,5 VS printr-un condensator C1 cât şi la una din intrările amplificatorului A1. O mare impedanţă este asigurată la intrarea amplificatorului A1, astfel încât ieşirea de curent TCO1 curge în condensatorul C1 schimbându-i potenţialul şi asigurând o intrare de voltaj la amplificatorul A1. Se va vedea că în timp ce ieşirea din amplificatorul A1

rămâne la 0, ieşirea TCO1 de la amplificatorul TC1 va fi 0 dar orice schimbare în rezistenţă a calibrului de efort va determina o schimbare în voltaj, la legăturile J1 care va produce o ieşire A01 de la amplificatorul A1. Aceasta , la rândul ei produce o ieşire de la amplificatorul TC1 care produce o intrare de

171

voltaj corectoare la amplificatorul A1 de la condensatorul C1, care este aranjat să fie astfel încât să polarizeze / negativeze ieşirea amplificatorului A1 la 0. Componenţi similari având ca referinţă aceleaşi litere cu sufixele 2 şi 3 formează circuite cu punct 0 pentru SG2 şi SG3 şi aceste circuite nu sunt descrise amănunţit. Odată ce ieşirile amplificatoarelor A1, A2 şi A3 au fost stabilizate, orice schimbare în orice direcţie a oricărei ieşiri, determină o schimbare în ieşire a amplificatorului respectiv. Această schimbare, dacă este mai mare decât valoarea limită la W1, W2 şi W3 care au nominal + 100mV şi – 100mV, va cauza trecerea lor de la logica înaltă la logica joasă, indiferent dacă schimbarea la ieşirea din amplificator a fost pozitivă sau negativă. Oricare din comparatorii ce merg „jos” vor face legătura JC unde ieşirile tuturor comparatorilor care sunt interconectaţi merg „jos”. Semnalul „jos” trece printr-un inversor / ondulator I pentru a asigura o ieşire convenţională logic „înaltă” din circuitul electronic ca şi semnalul „declanşat al probei” care este cuplat la terminalul T2. Când proba este comutată pe el, este de dorit ca circuitele cu punct 0 să lucreze relativ rapid pentru a stabiliza ieşirile amplificatoarelor A1, A2, şi A3, dar este important că în timpul probei, semnalele de la amplificatoare nu sunt transferate în 0 de la circuitul cu punct 0 înainte de a atinge limita de declanşare a coordonatelor. De aceea, viteza de funcţionare a circuitului trebuie să fie variabilă, şi acest lucru se obţine prin varierea curentului Ia de la un nivel înalt la un nivel jos. Pentru o funcţionare de mare viteză un circuit de pornire S asigură un nivel înalt de curent continuu timp de cca. 3s determinând un curent înalt la intrare la fiecare din amplificatoarele de transconductanţă. Astfel, în timp ce este o ieşire de la oricare din amplificatoarele A1, A2, şi A3, ieşirile amplificatoarelor respective TC1, TC2 sau TC3 vor fi înalte, determinând o încărcare rapidă a condensatorilor C1, C2 sau C3 pentru a asigura intrări de voltaj la amplificatoarele A1, A2 sau A3, pentru a transforma în 0 orice intrare de la legăturile J1, J2 şi J3. După al treilea interval secundar circuitul de pornire este decuplat / eliminat automat. Pentru operaţii de viteză mică curentul Ia este asigurat de un circuit oscilator OC. Acest circuit poate fi de tip cunoscut care sa fie capabil sa furnizeze impulsuri de curent continuu la o viteză mare pentru a reduce astfel nivelul de curent mediu Ia cu cca. 550: 1.

Ieşirea oscilatorului este alimentată la o legătură J4.Astfel, curentul cu punct 0 este la dispoziţie numai în impulsuri scurte între care ieşirile de la amplificatoarele cu transconductanţă sunt 0. Astfel condensatorii primesc curentul în scurte izbugniri când este o ieşire de la amplificatoarele A1, A2 şi A3

şi viteza de încărcare a condensatoarelor este mult redusă. Reducerea are ca scop să dea o viteză mică circuitului cu punct0, fiind cca. o zecime din viteza la care ieşirile calibrelor de efort se schimbă în timpul probei. Avantajul acestei metode de reducere a curentului Ia este că evită rezistenţe de mare valoare de care ar fi nevoie pentru a furniza un curent I0 jos de la voltajul curentului continuu VS. Curentul jos produs de oscilator permite utilizarea de condensatori de valoare joasă, în timp ce asigură un curent mediu jos. După

172

declanşarea probei, circuitele cu punct 0 sunt inhibate pentru a le împiedica să reducă ieşirile amplificatoarelor A1, A2 şi A3 la o valoare sub valorile limită a comparatoarelor în timp ce peniţa se află în deflexie. Aceasta ar da o indicaţie falsă maşinii: că structura mobilă a revenit la poziţia de repaus şi ar declanşa un semnal fals când perniţa nu e angajată în piesă şi membrul mobil se întoarce la poziţia lui de repaus. Pentru a inhiba un circuit cu punct 0, este făcută o legătură IN de la JC pentru a asigura un semnal la circuitul de oscilaţie OC pentru a-i inhiba funcţionarea când este produs un semnal de declanşare este produs de comparatori. Când structura mobilă a probei revine la poziţia de repaus şi ieşirile comparatoarelor schimbă de la „jos” la „înalt”, schimbătoarea în semnalul de ieşire eliberează automat semnalul de inhibare.

Este necesară o reaşezare odată cu semnalul de inhibare iniţiat în cazul în care proba este lăsată prea mult cu peniţa în poziţie de deflecţie. În această situaţie sarcina se poate scurge din condensatoarele C1, C2 sau C3, schimbând voltajul de intrare la amplificatoarele respective A1, A2, A3 astfel că , atunci când proba este trasă de pe piesă şi peniţa revine la poziţia de repaus, circuitul poate indica o condiţie declanşată. Astfel este prevăzut un circuit de reaşezare RS pentru că ori de câte ori proba a fost deflectată mai mult de 10 secunde, circuitul RS poate fi activat de un semnal RS1 pentru a reintroduce nivelul înalt de curent continuu Ia pentru activarea condiţiei de punct 0.

Un alt adaos la circuitul 50 este un circuit de control al limitei TC pentru comparatoare, care permit comutarea de la „jos” când proba este mutată rapid între operaţii pentru a evita supratensiuni prin circuit datorită sarcinilor de şoc asupra probei. Acest circuit împreună cu circuitul S1 este activat de un semnal TCS de la unitatea interfaţă.

Circuitul opţional 49 este conectat la un capăt la V0 – de referinţă şi la celălalt capăt la inversorul I prin rezistenţa RD. O rezistenţă RP este conectată între RD şi voltajul de alimentare VS. Valoarea rezistenţei RD este aleasă pentru a asigura un nou voltaj de referinţă pentru inversor de 12 V când circuitul 49 este închis.

Când peniţa este dislocată şi circuitul 49 este deschis rezistenţa RP trage în sus voltajul de referinţă al inversorului până la VS pentru a asigura semnalul pentru maşină.

Într-o întruchipare a invenţiei funcţionarea circuitului RS şi TC se obţine din circuitele de control ale maşinii sau a unităţii interfaţă (neprezentate, dar cunoscute). Aceste circuite funcţionează convenţional la un voltaj mai mic decât voltajul de alimentare VS şi necesită conexiuni suplimentare, externe la probă la terminalele T3 şi T4. Toate comunicările dintre probă şi maşină sau interfaţă vor avea loc folosind numai două conexiuni externe la probă.Astfel, proba poate fi interschimbabilă cu probe convenţionale.

Pentru a obţine acest lucru, legăturile dintre probă şi interfaţă sunt modificate ca în fig. 5 în care se poate vedea că terminalul T1este conectat direct la un terminal ET1 şi terminalul T5 la ET2. ET1 şi ET2 formează două

173

terminale externe la probă la care sunt făcute legături de alimentare sau întoarcere la interfaţă. Semnalul de declanşare al probei de la terminalul T2

este conectat printr-un întrerupător electronic ES şi o rezistenţă de sarcină RL la terminalul ET1. Terminalul T3 este conectat la linia de voltaj de referinţă V0

la terminalul ET2 şi terminalul T4 este conectat la alimentarea superioară a terminalului T4. În acest fel comunicaţia în două sensuri dintre probă şi interfaţă se realizează astfel: cu voltajul de alimentare la nivelul normal VS

proba e aranjată să fie în amplificare înaltă şi un curent Iq curge în jurul probei şi la interfaţă. Când proba este declanşată semnalul activează întrerupătorul electronic ES care face ca un alt curent să curgă prin rezistenţa RL. Acest curent mărit este detectat în interfaţă ca o creştere în voltaj printr-o rezistenţă R de joasă valoare în serie cu alimentarea. Un comparator C în paralel cu R detectează creşterea şi produce o ieşire CO condiţionată în interfaţă pentru primirea de maşină pentru a opri maşina şi a citi măsurătorile. Când peniţa probei revine la poziţia de repaus întrerupătorul ES este dezactivat şi curentul revine la Iq.

Fig. 5

Când este necesară o schimbare a amplificări la comparatori, voltajul de la alimentare este mărit cu 3 volţi nominal la VS1 pentru a asigura semnal TC5 la terminal T4 pentru a activa circuitul de control TC. Pentru că terminalul

174

T4 este conectat la alimentarea superioară a regulatorului de voltaj VR, circuitul în josul VR nu este afectat deoarece regulatorul VR menţine un voltaj constant VS în circuitul probei şi curentul Iq nu este afectat. Pentru a obţine o acţiune de reaşezare voltajul de alimentare este redus la 0 pentru o scurtă perioadă şi apoi adusă la nivelul VS sau a nivelului mai înalt VS1. Astfel, se activează circuitul de pornire S care asigură acţiunea de reaşezare. În dreapta fig. 5 este prezentat un circuit electric pentru atingerea schimbărilor în voltaj. Aici e cuplat încă un regulator VR2 având o primă intrare I/P şi o ieşire O/P, între rezistenţa R şi sursa VDC. Regulatorul are o construcţie convenţională, de exemplu vândut sub denumirea LM 317 şi este preprogramat să asigure cele trei nivele de voltaj necesare, depinzând de schimbarea stării întrerupătoarelor S1 şi S2 care variază voltajul aplicat intrării S1 a regulatorului. Întrerupătoarele sunt deschise sau închise sub controlul calculatorului maşinii MC care determină nevoia de schimbare a voltajului în orice condiţii de funcţionare a maşinii. Componenţii R10, R11, R12 sunt rezistenţe ce completează circuitul.

1.26.2. Soluţii originale la traductorul de măsurat lungimi

(a) O probă pentru măsurarea dimensională a pieselor cuprinzând următoarele soluţii:(a1) o structură fixă în interiorul corpului având o primă

porţiune conectată rigid la corp şi o a doua porţiune dispusă la distanţă de prima în direcţia axului menţionat, cele două porţiuni fiind legate de o structură slabă care devine tensionată când este aplicată o sarcină a structurii fixe;

(a2) o structură mobilă conţinută cel puţin parţial în corp şi incluzând un suport – peniţă la care se pot conecta una sau mai multe perniţe;

(a3) suport pentru structura mobilă în poziţia de repaus pe porţiunea a doua a structurii fixe;

(a4) mijloace de polarizare pentru aducerea structurii mobile în poziţia de repaus din care se poate deplasa în opoziţie cu mijloacele de polarizare/ influienţare când o peniţă contactează o piesă şi de aceea se produce o forţă de dislocare asupra peniţei, mijloacele de polarizare acţionând pentru restaurarea structurii mobile în poziţie de repaus când forţa de dislocare încetează;

(a5) senzorii pentru sesizarea contactului peniţei cu piesa şi pentru asigurarea unui semnal electric;

(a6) un circuit electric pentru procesarea semnalului, în care senzorii cuprind cel puţin trei elemente senzitive elongate cu axe longitudinale şi care sunt montate pe structura

175

relativ slabă în locuri distanţate egal în jurul axei corpului cu axele lor longitudinale stând oblic faţă de axa corpului ;

(b) O probă ca cea descrisă în care structura relativ slabă cuprinde cel puţin 3 bare, extinse între prima şi a doua porţiune a structurii fixe şi câte un element sensibil este montat pe fiecare bară;

(c) O probă ca cea descrisă în care structura fixă mai cuprinde o parte conectată la prima sau a doua porţiune faţă de care mijloacele de polarizare reacţionează, iar forţele produse nu reacţionează prin structura relativ slabă;

(d) O probă ca cea descrisă în care suportul cuprinde o pereche de elemente de suport pe una din structura mobilă sau fixă la fiecare din cele trei localizări dispuse egal în jurul axei corpului şi confruntându-se cu elementul suport de pe cealaltă structură în fiecare din cele trei locuri.

(e) O probă ca în soluţia (d) în care structura mobilă cuprinde un suport peniţă şi un membru intermediar, membrul intermediar fiind solicitat în poziţia de repaus pe structura fixă, alţi suporţi, sunt asiguraţi în trei locuri la distanţă egală în jurul axei corpului pentru sprijinirea suportului peniţei în poziţie de repaus pe membrul intermediar şi alte mijloace de polarizare sunt asigurate pentru aducerea suportului perniţei în poziţia de repaus.

(f) O probă ca cea din soluţia (a) unde fiecare din elementele sensibile sunt conectate de o rezistenţă suplimentară între o alimentare cu voltaj curent continuu şi un voltaj de referinţă pentru a forma o legătură ce este conectată la un comparator ce produce un semnal de impuls când o variaţie a voltajului depăşeşte un nivel stabilit, impuls ce constituie ieşirea probei;

(g) O probă ca în soluţia (f) unde un circuit cu punct 0 e conectat între fiecare legătură şi comparatorul asociat pentru a polariza variaţia în voltaj spre 0 pentru a compensa alunecarea rezistenţei calibrului.

(h) O probă ca în soluţia (e) în care suportul şi alt suport sunt asiguraţi în aceleaşi trei locuri;

176