سیستم های اندازه گیری و تلرانس (نیوماتیکی)

فایل : pdf حجم : 11.5 MB برای دانلود کلیک کنید. لطفا در صورت خرابی لینک دانلود اطلاع دهید. ...............................................................................................................................................
دلایل موفقیت مترولوژیکی
پنوماتیکی عبارتند از قالبا تماس فلز-فلز در این گونه اندازه گیری ها وجود ندارد وبزرگ
نمایی خطی دارند و علاوه بر آن قیمت کمتری نسبت به وسایل مشابه دارند.نحوه ی بزرگ
نمایی در کمپراتور های پنوماتیک شبیه کمپراتور های الکتریکی میباشد سیگنال ورودی
تقویت میشود و قدرت لازم برای عملکرد سیستم اندازه گیری از منبع خارجی تامین
میشود بخاطر اینکه تماس فیزیکی با قطعه کار وجود ندارد بزرگنمایی های بالاتر با
حساسیت بالا قابل دست یابی هستند .مزیتی که در عدم تماس فلز –فلز در کمپراتور
های پنوماتیکی وجود دارد در دیگر وسایل اندازه گیری قابل دست یابی نیست همچنین
کاربرد کمپراتور های پنوماتیکی محدود به حس کننده ی هوایی نمیباشد بلکه میتوانید
برای رفع دیگر نیاز های اندازه گیری کلگی هایی از نوع تماسی به آنها اضافه کنید.
(Back Pressure comparators) وسایل اندازه گیری:کمپراتور های پنوماتیکی فشاری
کمپراتور های پنوماتیکی وسایل آنالوگ هستند که از منبع نامحدود هوا برای اندازه گیری
استفاده میکنند دو نوع کمپراتور های پنوماتیکی وجود دارد که یکی بر اساس تغییر فشار  هوا و دیگر بر اثر مقدار دبی هوا کار میکند در ابتدا در مورد نوع فشاری بحث
میکنیم . کمپراتور های پنوماتیکی :
در این نوع کمپراتور فشار میانی بستگی به فشار منبع افت فشار در گلوی محدود کننده و  گلویی نازل دارد افت فشار وقتی حاصل میشود که بین دو نقطه از سیال اطلاف فشار به وجود  آید علت این امر
به دلیل ایجاد گردابهایی در سیال میباشد.جریان هوای خروجی از گلویی نازل بستگی به
دارد با توجه به این فاصله فشار میانی هم تغییر خواهد کرد مقدار این تغییر X فاصله
خواهد بود اگر قطعه به سمت گلویی نازل خواهد بود اگر قطعه به X متناسب با تغییرات
سمت گلویی نازل نزدیک شود جریان هوا فشرده میشود و در نتیجه هوای کمتری به
بیرون خواهد رفت این امر هم به نوبه ی خود باعث افزایش فشار خواهد شد اندازه گیری
ها به وسیله ی یک فشار سنج انجام میشود.


سیستم بالایی که دارای دوگلویی میباشد اساس کمپراتور های پنوماتیکی فشاری را
تشکیل میدهد در این گونه وسایل با تغییر فشار میانی دبی هوا نیز تغییر خواهد کرد مقدار  هوای وردودی به سیستم باید معادل با مقدار هوای خروجی باشد فشار میانی باید
طوری باشد که همان مقدار هوا از طریق تنظیم کننده ی فشار وارد سیستم میشود بتواند
از سیستم خارج شود اگر چه بطور اتماتیک چنین تعادلی در سیستم بوجود خواهد آمد
ولی مدت زمانی طول خواهد کشید تا این تعادل به وجود اید وبه این مدت زمان که ناشی
مقدار واماندگی بستگی به ارتباط حجم (LAG) از تراکم پذیریهوا میباشد واماندگی لج
لوله و اندازه ی گلویی دارد با افزایش واماندگی حساسیت دستگاه کاهش پیدا میکند برای
روشن شدن مطلب فرض کنید کمپراتوری با حجم لوله ای کم و اندازه گیری لوله ای
گلویی بزرگ بکار میرود اگر فاصله ی بین قطعه و گلویی کم باشد شکل 2.10 واماندگی هم
زیاد باشد تاثیر قطر لوله بر روی فشار خوانده شده X کمتر خواهد بود ولی اگر فاصله
خواهد بود چنین سیستمی با اینکه حساسیت بالایی دارد X بیشتر از تاثیر تغییرات فاصله
ولیرنج کوتاهی خواهد داشت .
باعث تغییر در X فشارسنج نیوماتیکی فشاری.در این سیستم هر گونه تغییر در فاصله ی
فشار لوله میشود که با نصب فشار سنج میتوان مقدار آن را خواند . برعکس حالتی را در
نظر بگیرید که از کمپراتوری با حجم لوله ی بزرگ و اندازه ی گ لویی کوچک استفاده بر روی فشار خوانده شده بیشتر است X میکنید در این حالت تاثیر تغییرات فاصله
میتوانید رنج دستگاه را زیاد کنید ولی با افزایش رنج مقدار وا ماندگی نیز زیاد خواهد
شد بنا بر این در این حالت هم حساسیت و هم رنج دستگاه محدود خواهد شد 2 نوع
نشانه گر خارجی برای کمپراتور های پنوماتیکی فشاری شکل 2.10 وجود دارد یکی از
نشانگر های خروجی که استفاده میشود فشارسنج بردون میباشد شکل 3.10 که غالبا
میباشد اگر چه این فشار سنج یک وسیله ی X تا 5000 X بهترین رنج بزرگ نمایی از 1000
کاربردی میباشد ولی به مرور زمان قطعات متحرک داخلی آن ساییده میشود برای حذف
این سایش میتوانید از ستون آب استفاده کنید ولی استفاده از این راه حل در این گونه
وسایل کاربرد عمومی پیدا نکرده است.
شکل 3.10 دراین نوع کمپراتور پنوماتیکی از فشار سنج بوردون به عنوان نشانه گر
استفاده شده است .با اینکه سازنده گان مختلفی برای بالابردن رنج و حساسیت کمپراتور
های پنوماتیکی تلاش زیادی کرده اند ولی با این همه مشکل واماندگی باعث محدودگی
شدن طراحی تمام این نوع کمپراتور ها به استفاده از طول های کوچک لوله شده است
برای کاهش این محدودیت ها از سیستم های موازنه شده و سیستم های براساس دبی
سیستم موازنه Balanced systems : جریان استفاده میشود .سیستم های موازنه شده
شده ی شکل 14 همانند سیستم فشاری میباشد با این تفاوت که در این نوع سیستم
دبی هوا در دو کانال تقسیم میشود و در هر کا نال محدود کننده ای میباشد بین دو کانال نیز یک فشار سنج دیفرانسیلی وجود درد سیستم موازنه شده شبیه مدار پل وتسون در کمپراتور های الکترونیکی میباشد سیستم فشاری شکل 2.10 تغییرات فشار
را نسبت به فشار اتمسفر نشان میدهد اما روشی وجود ندارد که بتواند فشار اتمسفر را
کنترل کنید در سیستم موازنه شده ی شکل 4.10 و 5.10 فشار کانال اندازه گیری نسبت
به کانال رفرنس تغییر میکند کانال رفرنس به وسیله ی جت یک سان ساز و کانال اندازه
گیری نیز به وسیله ی جت مستر کنترل میشود بنابر این سیستم کاملا کنترل شده است .
با اضافه کردن چنین کنترلر هایی مقداری از مشکلات ناشی از سیستم های فشاری حل
شده و مشخصه های مفیدی بدست آمده است. بر خلاف دیگر سیستم ها سیستم موازنه
شده فقط نیاز به یک مستر و یک تنظیم صفر دارد سازندگان این سیستم ها ادعا میکنند
که سایش فک این نوع دستگاه ها هیچ تغییری در بزرگ نمایی سیستم ایجاد نخواد کرد
در شکل 6.10 ارتباط بین بزرگ نمایی کوچیک ترین تقسیم نمایی و رنج اندازه گیری برای
یکی از این نوع وسایل نشان داده شده است یکی از کاربرد های منحصر به فرد این گونه
وسایل نیز در شکل 7.10 نشان داده شده است.سیتم های براساس دبی جریان :برای
جبران محدودیت های ناشی از وسایل فشاری کمپراتور های پنوماتیکی براساس دبی
جریان به وجود آمده است که به آنها کمپراتور های پنوماتیکی براساس سرعت یا
کمپراتور های فشار ثابت نیز گفته میشود در این گونه وسایل فشار ثابت بوده ولی
میشود .همان طور که در X تغییرات دبی هوا باعث نشان داده شدن تغییرات فاصله ی
شکل 8.10 نشان داده شده است فرقی که این نوع کمپراتور ها با کمپراتور های فشاری
دیگر داردن این است که در این نوع کمپراتور ها دبی عبوری عمدا محدود نشده است
بزرگ نمایی در سیستم موازنه شده ثابت تنها تنظیم ممکن عبارت از تنظیم صفر میباشد.
شکل 5.10 سیستم موازنه شده باعث ایجاد وسیله ی جمع و جوری میشود که برای هر
کدام از فک های اندازه گیری نیاز به یک تنظیم کننده ی مستر میشود .
شکل 6.10 سیستم های موازنه شده در بزرگنمایی های و رنج های مختلف موجود هستند

شکل 7.10 در این سنجه تختی سنج از سیتم موازنه شده استفاده شده است .قطعه کار بر
روی سطح صاف قرار گرفته و از روی جت هوا عبور میکند مقدار اختلاف در تختی را
میتوان مستقیم از ساعت دستگاه خواند .شکل 8.10 X در کمپراتور های براساس دبی جریان  فشار داخلی لوله ثابت باقی میماند تغییرات
باعث تغییر در دبی جریان میشود به وسیله ی ارتفاع شناوری که در داخل تیوب
مخروطی وجود دارد میتوان اندازه گیری را انجام داد .
دارد قسمت داخلی X سرعت هوای عبوری از تیوب بستگی به محدودیت گلویی فاصله ی
تیوب جریان سنج به صورت مخروطی بوده و دبی هوای عبوری نیز به وسیله ی ارتفاع قطعه ی شناوری که در داخل این تیوب است تشخیص داده میشود در این گونه سیستم
ها میتوان از دبی هوای بیشتر استفاده کرد در نتیجه رنج کاری این گونه سیستم ها
نسبت به سیستم های فشاری بیشتر است همچنین بخاطر اینکه محدودیت ایجاد شده
به وسیله ی خود سیستم اندک میباشد واماندگی نیز کمتر است وقتی که چیزی مانع از
خروج جریان هوا شود تقریبا در کل سیستم دبی جریان به سرعت کاهش میابد .در
فاصله ی بین قطعه X دبیجریان هوا و محور Y کمپراتور های پنوماتیکی شکل 9.10 محور
اما با افزایش فاصله A وسنجه میباشد در فواصل کوچک هیچ گونه جریان دیده نمیشود
C قسمت B دبی هوا نیز مطابق با آن افزایش میابد تا اینکه به ماکزیموم شیب برید
منحنی فوق که تقریبا به صورت خطی میباشد در اندازه گیری ها استفاده میشود وقتی
که فاصله بین قطعه کار و سنجه به قدر کافی بزرگ باشد تغییرات فاصله هیچ تغییری بر
با افزایش دبی هوا وسیله ی اندازه گیری به نقطه D دبی هوای عبوری نخواهد گذاشت
که پس از افزایش در دبی هوا هیچ گونه تغییری در مقدار خوانش ایجاد E خواهد رسید
نخواهد کرد کمپراتور های پنوماتیکی از نوع دبی جریان شکل 10.10 دارای بزرگنمایی بیش
ار 50000 نیز میباشد و با استفاده از کمی وسایل اضافی میتوان به بزرگنمایی 100000 هم
دست یافت .

  چنین وسایلی داری مشخصات زیر هستند:
1)سایش و پسماند مکانیکی در این گونه وسایل اصلا وجود ندارد.
2)سرعت پاسخشان سریع است .
3)کالیبراسیون آنها ساده .با استفاده از کمپراتور های پنوماتیکی بر اساس دبی جریان
میتوان همانند دیگر کمپراتور های پنوماتیکی بسیاری از اندازه گیری های مشکل را به
راحتی و با اطمینان انجام داد .با استفاده از کلگی های اندازه گیری منحصر به فردی که
در اندازه گیری های پنوماتیکی به کار می رود میتوان از وسیله ی پنوماتیکی در اربرد های مختلف استفاده کرد .شکل 9.10 با افزایش لقی دبی نیز تغییر میکند قسمت از
تغریبا خط راست بوده و برای اندازه گیری مناسب بکار می رود . BC منحنی
مشخصاسه های اندازه گیری های پنوماتیکی :
1)مشخصه های عملکردی a
2)مشخصه های مترولوژیکی b
1)شامل : a
-1 هیچ گونه سایشی بین قطعه کار وجود ندارد ، 2سرعت پاسخشان سریع است ، 3کلگی
این نوع وسایل را میتوان در فواصل دور موقعیت دهی کرد ، 4 تمیز شدن خودکار کلگی ها
ندارند، 6سازگاری با مشخصه های متعدد Hvsteresis و قطعات ، 5 هیچ گونه پس ماند
قطعه کار 7 ، داشتن کلگی های کوچک
1هیچ گونه تماس مستقیم وجود ندارد، 2کمترین نیروی اندازه گیری، 3هم برای اندازه (2b
گیری و هم برای مقایسه به کار میروند ، 4 رنج بزرگنمایی 5، سازگاری با اندازه گیری ها
مختلف (طول، موقعیت ، تپوگرافی سطح).
کاربرد اندازه گیری پنوماتیکی:
در اندازه گیری پنوماتیکی اولین مرحله ا ز سیستم (Gaging element) 1)المان سنج
اندازه گیری عمومی شکل 11.10 به نام المانسنجش نام دارد و همانند کلگی سنجه میباشد
در کمپراتور ها با بزرگنمایی بالا بحث شده است
1). نوع اول: سوراخی که اندازه گیری میشودنازل خروجی المان اندازه گیری میباشد .
2). نوع دوم: جت هوایی که با قطعه تماس ندارد المان اندازه گیری میباشد
3). نوع سوم:جت هوا که به وسیله ی تماس با قطعه کار و به صورت مکانیکی تحریک
میشود .
اولین نوع از اندازه گیری المان اندازه گیری قفط برای اندازه گیری های داخلی مناسب
هستند بنابر این کاربرد های محدودی دارند هنگام کنترل سطح مقطع یک قطعه مهمتر
از کنترل شکل آن باشد از این نوع المان ها استفاده میشود و قالبا برای کنترل ژیگلور ها
و نازل ها در تولید فیبر های مصنوع استفاده می شوند .

شکل 11.10 جریان هوای ورودی از المان اندازه گیری متناسب با سطح مقطع نازل خروجی
. میباشد .شکل 12.10 X و لقی یا فاصله ی
در این مثال ها المان اندازه گیری عبارت از نازل های یکی طرفه میباشد .دومین نوع از
المان اندازه گیری شکل 2.10 و 8.10 ساده ترین نوع میباشد دبی هوا بستگی به مساحت
سطح مقطع نازل و فاصله ی بین نازل و قطعه کار دارد .شکل 11.10 اساس این نوع المان
جت هوایی میباشد که نزدیک قطعه کار قرار میگیرد .شکل 12.10 هر کدام از آنها به

/ 0 نظر / 127 بازدید