采用針描法原理的表面粗糙度儀由傳感器、驅(qū)動器、指零表、記錄器和工作臺等主要部件組成。
電感傳感器是輪廓儀的主要部件之一,其工作原理,在傳感器測桿的一端裝有金剛石觸針;
觸針尖端曲率半徑r很小,測量時將觸針搭在工件上,與被測表面垂直接觸,利用驅(qū)動器以一定的速度拖動傳感器。
由于被測表面輪廓峰谷起伏,觸狀在被測表面滑行時,將產(chǎn)生上下移動。
此運動經(jīng)支點使磁芯同步地上下運動,從而使包圍在磁芯外面的兩個差動電感線圈的電感量發(fā)生變化。
傳感器的線圈與測量線路是直接接入平衡電橋的,線圈電感量的變化使電橋失去平衡;
于是就輸出一個和觸針上下的位移量成正比的信號,經(jīng)電子裝置將這一微弱電量的變化放大、相敏檢波后,獲得能表示觸針位移量大小和方向的信號。
此后,將信號分成三路:
一路加到指零表上,以表示觸針的位置,一路輸至直流功率放大器,放大后推動記錄器進(jìn)行記錄;
另一路經(jīng)濾波和平均表放大器放大之后,進(jìn)入積分計算器,進(jìn)行積分計算,即可由指示表直接讀出表面粗糙度Ra值。
指零表的作用反映鐵芯在差動電感線圈中所處的位置。當(dāng)鐵芯處于差動電感線圈的中間位置時,指零表指針指示出零位,即保證處于電感變化的線性范圍之內(nèi)。
所以,在測量之前,必須調(diào)整指零表,使其處于零位。噪聲濾波的目的在于剔除一些干擾信號,如電氣元件的噪聲所引起的虛假信號。
大量的測試表明,高于 400Hz的信號即不是被測表面粗糙度所引的信號,無損檢測資源網(wǎng)必須從總信號中加以剔除。
所以噪聲濾波器是一種低通(低頻能通過)濾波器,它使400Hz以下的低頻信號順利通過,而將400Hz以上的高頻信號迅速衰減,從而達(dá)到濾波的目的。
波度濾波的目的則是用以濾掉距大于取樣長度的波度,因此它是一個高通(高頻能通過)濾波器,使表面粗糙度所引起的高頻(相對于波度引起的低頻而言)信號能自由通過。
經(jīng)過噪聲濾波和波度濾波以后,剩下來的就是與被測表面粗糙度成比例的信號;
再經(jīng)平均表放大器后,所輸出的電流I與被測表面輪廓各點偏離中線的高度y的絕對值成正比,然后經(jīng)積分器完成 的積計算,得出Ra值,由指零表顯示出來。
這種儀器適用于測定0.02-10μm的Ra值,其中有少數(shù)型號的儀器還可測定更小的參數(shù)值,儀器配有各種附件;
以適應(yīng)平面、內(nèi)外圓柱面、圓錐面、球面、曲面、以及小孔、溝槽等形狀的工件表面測量。測量迅速方便,測值精度高。
霍爾傳感器的使用注意事項
霍爾的使用注意事項:
(1)為了得到較好的動態(tài)特性和靈敏度,必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合,要耦合得好,可以用單根導(dǎo)線且導(dǎo)線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑。
(2)使用中當(dāng)大的直流電流流過傳感器原邊線圈,且次級電路沒有接通或副邊開路,則其磁路被磁化,而產(chǎn)生剩磁,影響測量精度(故使用時要先接通電源和測量端M),發(fā)生這種情況時,要先進(jìn)行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源,而在原邊線圈中通一同樣等級大小的交流電流并逐漸減小其值。
(3)在大多數(shù)場合,霍爾傳感器都具有很強的抗外磁場干擾能力,一般在距離模塊5-10cm之間存在一個兩倍于工作電流Ip的電流所產(chǎn)生的磁場干擾是可以忽略的,但當(dāng)有更強的磁場干擾時,要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫鉀Q。通常方法有:
- 調(diào)整模塊方向,使外磁場對模塊的影響最小;
- 在模塊上加罩一個抗磁場的金屬屏蔽罩;
- 選用帶雙霍爾元件或多霍爾元件的模塊。
(4)測量的較佳精度是在額定值下得到的,當(dāng)被測電流遠(yuǎn)低于額定值時,要獲得較佳精度,原邊可使用多匝,即:IpNp=額定安匝數(shù)。另外,原邊饋線溫度不應(yīng)超過80℃。