Jedná se o měření za použití dotykových snímačů, nejčastěji indukčnostních a inkrementálních.
Indukčnostní snímače
Jedná se o nejběžnější snímače použité při měření ve strojírenství. Snímače vynikají svojí životností a stabilitou, jsou prakticky nenáročné na prostředí ve kterém jsou použity a navíc s nimi lze realizovat velice rychlé i přesné měřicí úlohy.
Princip funkce
Cívky jsou umístěny do pouzdra snímače v několika různých zapojeních. Pohyblivé jádro je spojeno s měřicím dotekem a při pohybu mění vzájemnou indukčnost cívek.
Existuje několik konkrétních zapojení prosazovaných různými výrobci snímačů, např. TESA, MARPOSS, MAHR a další.
Tyto principy nejsou většinou mezi sebou kompatibilní a každý z nich vyžaduje speciální vyhodnocení, některé poplatné době vzniku a tehdy dostupné součástkové základně.
S každým z těchto principů lze realizovat velice kvalitní měřicí úlohy.
Snímače typu půlmůstek
Velice rozšířený je systém snímačů zapojených do půlmůstku který se vyznačuje jednoduchostí při zachování ostatních kvalitních parametrů – stability a linearity.
Měřicí kanály firmy Intronix jsou primárně konstruované pro vyhodnocení signálů z těchto snímačů.
Vyhodnocení signálu
Měřicí snímač je napájen sinusovým signálem krajními vodiči v půlmůstkovém zapojení a vyhodnocuje se fázový posuv signálu ze středního vodiče.
Při tomto způsobu vyhodnocení se minimalizuje teplotní závislost použitých komponent, přesnost a rychlost vyhodnocení jsou nezávislé na výchylce snímače.
Polohu snímače je možno vyhodnocovat několik tisíckrát za sekundu a tím je možno realizovat velice rychlé, a přitom velice přesné a stabilní vyhodnocení polohy snímače.
Linearita
Naše měřicí kanály jsou konstruovány tak, aby při použití standardních snímačů byla garantována jejich linearita v kombinaci s měřicím kanálem.
Tato linearita postačí pro drtivou většinu běžných měřicích aplikací a zajišťuje velikou robustnost a jednoduchost použití, protože není potřeba linearizovat kombinaci měřicího kanálu a snímače.
Navíc u velké většiny úloh se měří v okolí nastavovacího kusu (etalonu) a tím se linearita dále zlepšuje.
Při speciální požadavku nabízíme možnost linearizace konkrétního páru měřicího kanálu a snímače, čímž se linearita celého vyhodnocení dále výrazně zlepší. Nevýhoda ale je složitější údržba, protože při výměně je potřeba celou sestavu opět linearizovat.
Špičkové vyhodnocení signálu
Náš špičkový měřicí modul NX6103 dokáže vyhodnocovat signál z indukčnostího snímače s rozlišením 100 000 dílků a rychlosti vyčítání 2000 měření za sekundu. I při této rychlosti jsou dílky předfiltrovány.
Pokud by se stejné rozlišení použilo se standardním měřicím snímačem T101/102, tak by se jednalo o rozlišení 0,01um v měřicím rozsahu +-2mm a rychlosti měření 2000 měření za sekundu.
Tyto parametry jsou pro běžné úlohy nadbytečné, ale schopnost vyrobit takový měřicí kanál nám dává možnost rezervy ve vyhodnocení signálu z běžného měření a např. nasazení speciálního vyhodnocovacího algoritmu který z vysoké rychlosti měření dynamických dějů dokáže poskytnout větší odstup užitečné hodnoty od rušivých vlivů na měření a tím zlepšit opakovatelnost měření.
Výhody indukčnostních snímačů:
- Přesnost, rychlost, stabilita
- Jednoduchost a tím i odolnost
- Jednoduchá výměna
- Snímač je absolutní – jeho hodnota je nezávislá na přívodu napájení do snímače.
- Kompaktní rozměry
- Cena
- Nastavitelná síla doteku
- Možnost přistavování / odstavování
- Malá závislost na kvalitě povrchu, např. výskytu olejového filmu
Nevýhody indukčnostních snímačů:
- Nutnost striktně se držet předepsaných parametrů uchycení a řízení odstavování
- Horší linearita při použití ve větším rozsahu měření
- Nutnost v některých případech řešit tvar a sílu doteku aby snímač nezanechával na povrchu stopu.
Vady snímačů a jejich detekce:
Vzhledem k rozšířenému a častému použití indukčnostních měřicích snímačů typu půlmůstek se mohou vyskytovat různé vady snímačů.
Měřicí kanál ze svého principu dokáže zjistit, zda je snímač připojen a tuto skutečnost indikovat, pokud je však snímač poškozen tak nelze všechny vady indikovat přímo.
Vyskytující se vady snímače:
- Mechanické poškození – pokud je poškozené lineární vedení snímače vlivem nesprávného uchycení nebo překročením životnosti, tak se může snímač zadrhávat a přestat se pohybovat v části nebo v celém rozsahu. Tato chyba je elektricky nedetekovatelná, ale je možno ji detekovat programově např. hlídáním změny hodnoty snímače při přistavování/ odstavování nebo najetí na kus.
- Poškozený přívodní vodič snímače. Při trvalém poškození se snímač jeví jako odpojený nebo v krajním rozsahu, což lze snadno detekovat. Pokud se poškození projevuje nahodile, tak je detekce snížena, ale vzhledem k projevům bývá snadno odhalitelná.
- Zkrat některého z přívodů se stínícím vodičem. Obdobně jako v předešlém případě závisí na frekvenci poruchy a chyba bývá snadno odhalitelná.
- Porucha stínícího vodiče nebo nedostatečně provedené stínění. Jedná se vadu, která se typicky projevuje nestabilní hodnotou snímače a šumu v hodnotě snímače. Odhalení této vady může být v konkrétním případě komplikované, proto je potřeba stínění snímačů věnovat zvláštní pozornost. Typickým případem této vady je nepřipojený nebo nedostatečně utažený stínicí kryt konektoru snímače!
