Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В М
Введена
Последнее обновление: 18.10.2009

Часть 2      Отвесный индикатор горизонтальности

 

 

       Аннотация.         В статье приводится описание технологии, пригодной для домашнего изготовления индигора с датчиком в виде отвеса и поворотной серьгой.

 

 

В первой статье («Часть 1») обсуждался индигор с плавающим пузырьком.

Было отмечено, что при всей её внешней простоте схема индигора грешит серьёзным недостатком. А именно – чем ближе пузырёк приближается к вершине жидкостного канала, тем ниже оказывается чувствительность датчика. Но ведь именно в серединной позиции пузырька очень желательно иметь максимальную чувствительность.

Схема одного из возможных вариантов индигора, свободного от названного недостатка, представлена на рисунке 1.

Рис. 1

Принцип работы индикатора основан на следующем.

Индигор установлен на проверяемую поверхность. На рисунке наклон поверхности (угол α) заведомо преувеличен.

Отвес всегда стремится сохранить вертикальную ориентацию.

Шарнирно с отвесом соединена серьга, проходящая своим нижним концом через щель.

Серьга несёт на себе индикаторную стрелку.

При угловом отклонении от горизонтальности на величину α серьга поворачивается на угол β. Угол β во столько раз больше угла α, во сколько раз длина отвеса больше участка серьги от шарнира до щели.

Наибольшим это соотношение становится при угле α, равным нулю. То есть, именно тогда, когда достигнута максимально возможная горизонтальность. И именно эта ситуация, как раз, и представляет наибольший интерес.

На рисунке 2 показана часть схемы, относящаяся к зоне щели, при условии, что достигнута максимальная горизонтальность. Другими словами – когда угол α равен нулю.

Рис. 2

Конструктивно наличие зазора является необходимым условием для работы индикатора. В противном случае - серьга не сможет поворачиваться.

Если принять длину отвеса, равной L=100мм, то можно будет оценить примерную чувствительность такого индикатора, возникающую из-за того, что, пока серьга не вступит в контакт с рамкой щели, не произойдёт вообще никакого поворота стрелки.

Получается, что, если идти «танковым» методом, то чувствительность такого индигора оказывается не лучше, чем у заводского пузырькового.

ПРИМЕЧАНИЕ

Разумеется, уменьшение зазора δ приводит к повышению чувствительности, но усложняет домашнее изготовление прибора.

С другой стороны, стрелка, конечно, не повернётся, но сместится (!) на расстояние δ от нулевой риски шкалы. В нашем случае это смещение будет равно 0,1мм. Такое смещение можно достаточно надёжно обнаружить под лупой.

Тем не менее, остаётся ощущение какой-то недоработанности.

Предлагаю к рассмотрению один из вариантов индигора с самоустраняющимся зазором - рисунок 3.

Рис. 3

В качестве уплотнителя я лично применил полиэтиленовую плёнку толщиной 200мкм. Загиб краёв уплотнителя целесообразнее направить вверх. Это повысит чувствительность индикатора, благодаря дополнительному уменьшению начального рабочего плеча серьги.

ПРИМЕЧАНИЕ

Рассматриваемое схемотехническое решение предполагает, что серьга (вместе со стрелкой) имеет минимальную массу, а груз отвеса - с массой, во много раз превышающей массу серьги. В качестве стрелки удобно использовать сухую соломинку. Я, например, (занимаясь радиолюбительством), изготавливал с такими стрелками крупношкальные микроамперметры.

Если теперь принять, что под лупой можно надёжно заметить смещение верхнего конца от нулевой риски равное 0,1мм, то можно оценить угловое отклонение от горизонтальности, создающее такое смещение.

Пусть длина стрелки равна 100мм. Тогда для отклонения её верхнего конца на 0,1мм от нулевой риски потребуется повернуть стрелку на угол

Для того, чтобы повернуть стрелку на такой угол, необходимо отклонить отвес от нулевой позиции на угол

Это и будет минимальным надёжно фиксируемым угловым отклонением от горизонтальности.

В переводе на высотное отклонение (для расчётной базы 1000мм) это составит

Таким образом, ожидается, как минимум, практически 5-ти кратное повышение чувствительности.

ПРИМЕЧАНИЕ

В моём случае необходимо добиться, чтобы по толщине отклонение отливки размером 400 × 400мм не превышало 0,1мм. Ожидается, что рассмотренный индигор обеспечит установку поддона с высотным отклонением от горизонтальности не хуже, чем

И уж, во всяком случае, надёжно обеспечит допустимое отклонение в 0,1мм.

ДОПОЛНЕНИЕ 01.06.09

С третьей попытки мне удалось построить надёжно работающий индигор.

1. Полиэтиленовые уплотнители я заменил растяжками (роль растяжки выполняет резиновая жилка диаметром, примерно, 0.4мм из обычной резинки, что называется, «от трусов»).

2. Вместо шарнира мною применено ленточное соединение отвеса с серьгой.

3. Для ограничения амплитуды раскачивающейся стрелки я установил амортизаторы, из клейкой ленты (узкий скотч).

Схема последнего варианта изготовленного мною индигора представлена на рисунке 4.

ДОПОЛНЕНИЕ 14.07.09

Рис. 4

Для более точной настройки индигора датчик его установлен на основание, обеспечивающее возможность тонкого принудительно регулируемого «нулевого» наклона (рисунок 5).

Рис. 5

ПРИМЕЧАНИЯ

а) Следует принять во внимание, что мой индигор, в отличие от пузырькового, смещает указатель в сторону более низкого конца.

б) Конец стрелки указателя для удобства согнут до горизонтальности.


Просмотров: 2967

Комментарии к статье:


Ваще сообщение:
 

 

Добавить комментарий

[B] [I] [u] [S] [2] [2]       [TAB] [∑] [∓] [≈] [≠] [≤] [≥] [π] [×] [√]       [RED] [GRE] [BLU]

[α] [β] [Γ] [γ] [Σ] [σ] [Δ] [δ] [Ω] [ω] [μ] [Λ] [λ]