Двухкоординатное измерение положения

Двухкоординатное измерение положения добавляет еще одну степень свободы при определении положения или размещении (позиционировании) объекта.

Датчик этого типа состоит из активной поверхности в форме квадрата, на каждой стороне которого имеется по электроду (рисунок 2.11). Противоположные электроды предназначены соответственно для определения смещений по осям X и У, как показано на рисунке 2.12.

Рисунок 2.11 – Конструктивное исполнение двухкоординатного датчика положения

Рисунок 2.12 - Схема измерительного блока (вычислительная схема) двухкоординатного датчика положения

Сигналы Y₁ и Y₂ с помощью предусилителей согласуются с вычислительной схемой, формирующей отношение разности сигналов к их сумме. Процесс вычисления аналогичен осуществляемому в линейных датчиках положения. Благодаря дополнительной степени свободы (по оси X) осуществляется двухкоординатное измерение положения.

Линейность XY-позиционирования показана на рисунке 2.13. Она представляет собой меру точности определения положения. Область применения датчиков этого типа в принципе та же, что и у линейных.[2]

Рисунок 2.13 - Типичная линейность измерения положения

Датчики шероховатости

Контроль качества поверхности деталей при автоматизированном производстве оказывается возможным благодаря применению линейных датчиков изображения (или последовательного ряда фотодиодов). На рисунке 2.14 иллюстрируется принципиальное устройство датчика шероховатости (тип RM400S, фирма Rodenstock). Действие этого датчика основано на измерении светорассеяния.

Пучок света, испускаемый ИК-светодиодом (λ₀= 810 нм), фокусируется объективом на детали. Световое пятно на поверхности детали обычно имеет размер около 1,8 мм, а в специальных случаях – 0,2...4 мм. В зависимости от качества поверхности обследуемого объекта в зоне светового пятна происходит рассеяние света, который с помощью светоделительной пластинки направляется на датчик изображения. Дисперсия распределения рассеянного света дает характеристику оптической шероховатости поверхности S_N

 (2.1)

где i - номер фотодиода;

p_i - интенсивность, регистрируемая i-м фотодиодом;

 - номер фотодиода, усредненного по интенсивности;

g - нормирующий множитель.

Расчет выполняется, естественно, микропроцессором, позволяющим обрабатывать около 20 измерений за 1 с.

На рисунке 2.14 изображены поверхности различного качества, характерные для деталей, изготовленных точением, шлифованием и прокаткой. При точении и шлифовании получается равномерный бороздчатый профиль, тогда как прокатанная поверхность имеет нерегулярный рельеф. Это различие отчетливо проявляется в характере светорассеяния, так как в противоположность точеной и шлифованной поверхности прокатанная поверхность имеет центросимметричное распределение интенсивности рассеянного света.

Рисунок 2.14 - Внешний вид поверхности деталей, обработанных различным образом (а), соответствующие картины рассеяния света на датчике изображения (б) и кривые распределения рассеянного света (в)

Оптические характеристики шероховатости S_N точеной и шлифованной поверхностей, определенные по кривым распределения светорассеяния (рисунок 2.14) отличаются незначительно (72 и 78 соответственно), тогда как для прокатанной поверхности S_N=48.[2]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе описана общая характеристика внутреннего фотоэффекта, а также использование последнего при измерении различных физических величин.