Пневматический контактный преобразователь с шариковой заслонкой позволяет получить диапазон измерений до 200 мкм.
Пневматический преобразователь, описанный выше, является первичным, так как именно он соприкасается с обрабатываемой деталью и дает первичную информацию об изменении размера в процессе обработки при активном контроле, либо о соответствии детали требованиям чертежа при приемочном контроле. Однако превратить эту первичную информацию в измерительную можно, пользуясь пневматическими измерительными датчиками различных модификаций, например пневмоэлектрическими датчиками мембранного типа. Такой датчик показан на рис. 42. Изучив его устройство и принцип действия, легко понять основной принцип пневматического контроля размеров деталей машин. Чувствительным элементом пневмоэлектрического мембранного датчика (это датчик типа БВ-Н808) является эластичная резиновая мембрана, разделяющая корпус 2 датчика на две части, в каждой из которых имеются конические камеры. На мембране закреплен шток 3 с вольфрамовым контактом 4, расположенным против неподвижного контакта на винте 5. Корпус датчика выполнен из органического стекла, что обеспечивает возможность наблюдения за перемещением мембраны, а также создает надежную изоляцию электрических выводов датчика. В обеих крышках датчика установлены входные сопла 7. При измерении по схеме с противодавлением, которая заключается в том, что воздух с постоянным давлением подается в обе полости корпуса датчика и к первичному преобразователю (например, шариковому), диафрагма У будет уравновешена либо прогнута вправо — в сторону камеры, соединенной с первичным преобразователем. Прогиб диафрагмы вызывается снижением давления в камере, соединенной с шариковым преобразователем, при вдавливании шарика и образовании зазора между ним и втулкой.
Таким образом, датчик с помощью образцовой детали может быть настроен на подачу сигнала «брак +» или «брак —». В первом случае контакты 4 и 5 датчиков будут замыкаться при измерении деталей с размерами, равными или большими, чем у образцовой детали. Во втором случае контакты датчика размыкаются, если размер детали равен или меньше размера образцовой детали. Контакты датчика размыкаются и замыкаются практически при нулевом перепаде давления на мембране. Это достигается точной регулировкой давления при настройке датчика вентилем 6 с коническим клапаном. Выпускаются и другие виды пневмоэлектрических датчиков, но главный принцип работы приборов этого типа такой, как описано выше. На физическом принципе фотоэффекта, открытого в 1888 г. выдающимся русским физиком Александром Григорьевичем Столетовым, основано создание фотоэлементов. Современный фотоэлемент представляет собой стеклянную колбу, часть внутренней поверхности которой покрыта тонким слоем металла (например, цезия). Это катод. Через прозрачное «окошко» свет проникает внутрь колбы. В центре ее расположен проволочный диск или петля — анод, который улавливает фотоэлектроны, т. е. электроны, «выбитые» светом из слоя металла. При попадании света на катод фотоэлемента в его цепи возникает электрический ток. Этот ток может включать или выключать реле. От реле могут работать различные исполнительные механизмы, например те, с которыми люди встречаются ежедневно в больших городах, автоматы метро. Автомат метро срабатывает (выдвигает перегородку) при пересечении светового пучка, если предварительно не опущена монета. Совершенно естественно, что создатели средств контроля — автоматических измерительных систем не могли пройти мимо возможности использования фотоэлектрических преобразователей — датчиков. Схема одной из разновидностей фотоэлектрических измерительных систем с датчиком-фотоэлементом приведена на рис. 43.
Световой поток от источника света 3 падает на фотоэлемент 4. Возникающий под действием света электрический ток через электронный усилитель 5 подается на электроаппаратуру 6 станка или сортировочного устройства. Изменения фототока пропорциональны освещенности фотоэлемента.. Освещенность в свою очередь зависит от положения измерительного стержня 2, который в зависимости от изменяющихся размеров детали 1 в большей или меньшей степени перекрывает (диафрагмирует) световой поток от источника света к фотоэлементу. Механотронные преобразователи работают по принципу изменения характеристик электронных ламп при взаимном перемещении их электродов. Механотроны изготовляются на основе диодов, триодов и тетродов с подвижными анодами, катодами или сетками. Как устроены двух, трех электродные электронные лампы — диоды и триоды? Например, вакуумный диод это электронный прибор с двумя электродами, создающий одностороннюю проводимость. Он представляет собой стеклянный баллон, из которого откачан воздух до давления Ю-6 — 10-7 мм рт. ст., в котором и размещены электроды. Один из них — катод. Он имеет вид вертикального металлического цилиндра, покрытого обычно слоем оксидов щелочноземельных металлов — бария, стронция, калия. Такой катод называют оксидным. При нагревании поверхность оксидного катода выделяет гораздо больше электронов, чем поверхность катода из чистого металла. Внутри катода имеется изолированный проводник, нагреваемый переменным током. Нагретый катод испускает электроны, достигающие анода. Анод лампы представляет собой круглый или овальный цилиндр, имеющий общую ось с катодом.
