Газоразрядный датчик для измерения линейных величин Советский патент 1978 года по МПК G01B7/12 

Изобретенне-относится к средствам rroiirpojui размеров нздешй по параметрам коронного, разряда и может быть ис- пользо1 зпо для измерения диаметра кгакpOrrpObOriQKH.

Известно устройство для измерения глиамотра ,гикрсшровопок, содержащее каMGpy коронного разряда и сменные этало} 1ъ,е образны проволоки, помещенные Б общей камере с измеряектой проволокой

W.

Этапонпьге проволоки укреплены в держатоло, г-ыполпениом в виде установленнего Tia осп дггска с радиально укреп леН1ПЛМН по его oKpjTiciiocTH разлнЛгыми об.ро.нтгагпл. При повороте диска в измеритеяь-г.ую камеру вводится соответствую- пигй этапонный образец.

Это устройство имеет следующие неаоссаткк

и-зглоряемьзй объект, то есть коронирую ,ап проволока, нахойится не;1осредствен- по г, лепи пзмерегяия тока коронного разрядл, В случае заземленной проволоки

что имеет место в производственных условиях, измерение тока коронного разряда производится в высоковольтной части газоразрядной камеры, чгго приводит к резкому снижению точности измерения и значительному усложнению измерительной схемы;

в процессе протяжки имеют место значительные поперечные перемещения и резкие колебания измеряемой проволоки в

разрядной камере, что приводит к большой нестабильности значения обшегхэ тока коронного разряда, по величине которого судят о среднем диаметре коронирующей проволоки;

для повышения чувствительности измерения и расш1фення диапазона требуется неоправданное повышение питающего напряжения, что приводит к вибрации и обрыву измеряемой проволоки из-за воздействия на нее электростатических сил. С повышением питающего напряжения также повышаются требования к электроизоляцнй отдельных деталей устройства. По основному авт. св. № 300748 известен газоразрядный датчик для измерения линейных величин, содержащий источник высокого напряжения, электроды в цени KopoiiHoro разряда и электронный шадикатор тока этого разряда, дополнительный электрод в виде сетки, заземлен ный через шадикатор тока и расположенный в зоне коронного разряда с максимальной крутизной изменения тока этого эиектрода от изменения расстояния между остальными электродами 2, Однако это устройство не может быть использовано для измерения диаметра мик ропроволоки, положение которой в зоне измерения неопределенно из-за зна штель ных колебаний проволоки в процессе протядиш, имеет низкую точность и чувствительность измерения, так как измеряемы объект расположен вне зоны коронного разряда и вштяет на величину тока коронного разргщ-а косвенно. Расширение диапазона достигается значительными трудностями: усложнением конструкции дат1шка, yвeличeниevI его линейных размеров и повышением значения цитающего на йряжения. Целью изобрететшя является повышение точности измерения диаметра микропроволоки. Это достигается тем, что в предлагае мом устройстве дополнительный электрод выполнен в виде группы соединенных меж ду собой Электропроводящих струн, располагаемых параллельно и симметришо относительно конт-ролируемой микронроволоки. На фиг. 1 представлена блок-схема отшсываемого датчика; на фиг. 2 - кр1вы зависимости тока дополншельного электрода от диаметра измеряемой проволоки. Д. содержит источник 1 высокого напряжения, к которому подключен внешний электрод 2 датчика, охватьшающий измеряемую проволоку 3, и дополнительными электрод 4 Б виде двух электропроводящих струн. К дополнительному электроду 4 присоединены последовательно бал ластное сопротивление S и индикатор 6 тока, причем, вместо балластного сопротивления 5 может быть подключен источник 7 опорного напряжения. Все элементы датчика расположены на изоляционной подставке 8. При подаче достаточно высокого напря жения на внешний электрод 2 на внутрен них электродах датчика .(измеряемая проволока, микроэлектроды) возникает корон ный разряд, причем, оцна и;з составлягощих тока , текущая через дополнительный электрод 4, регистрируется индикатором 6 тока. Шличюга этого тока существенно зависит от пиаметра измер емой проволоки, корот рующей оановременно с микропроволоками, расположеннык и симметрично и параллельно ей. Кривые зависимости велиШ11ы тока I коронного разряда от диаметра d измеряемой проволоки сняты для газоразрядного датчика со следующими парамеп-рами: напряжение питания датота 5,5 кв, внешний электрод - плоскопараллельный, расстояние мелсду плоскостями 10 мм, ширина их 20 мм, расстояние между измеряемой проволокой и микропроволоКидми (дополни1 ельным электродом) 2 мм, диаметр микропроводок 83 мкм, балластное сопротивление Re О; 3,О; 6,0; 9,0 МОм. Конструкция датчика и его геометрические параме гры являются оптимальными для практических измерептй диаметра микропроволок в диапазоне от 10 до 1ОО мкм. При выборе дополнительного электрода количество и форма микроэлектродов (щар, острие, проволока и др.) играют не самую главную роль, причем, здесь принципиальным является то, что микроэлектроды, обеспечивая стационарный коронный разряд, расположены вблизи и симметрично относительно измеряемой проволоки. Из приведенных кривых следует, что с увеличением значения балластного сопротивления диапазон измерения диаметра проволоки расширяется и полученнь;е зависимости имеют более яинейньгй характер. Чувствительность датчика к диаметру проволоки в диапазоне от 10 до 2О мкм ко™ леблется в пределах от 0,62 мкА/мкм до 2 мкА/мкм в зависимости от- значет1я балластного сопротивления. В диапазоне 30-40 мкм чувбтвительность датчика составляет соответственно 0,5; 1,25 мкА/мкм. Размер зоны нечувствительности датчика к положению измеряемой проволоки имеет порядок ± О,5 мм. Испытания лабораторното макета газоразрядного датчика показывают, что предлагаемый датчик обладает высокой точностью измерения { ± ОД мкм), воспроИчзводимостью и иа,це кностью в работе. Формула изобретения Газоразрядный датчик для измерения линейных величин по авт. св. № 300748, от.личающкйся тем, что, с