Принцип работы компаратора: Компаратор принцип работы

Компаратор принцип работы

Компаратор – это устройство, предназначенное для сравнения каких-либо величин (от лат. comparare – “сравнивать”). Является операционным усилителем с большим коэффициентом умножения. Имеет входы: прямой и инверсный. При необходимости опорный сигнал может быть подключен к любому из них.

• Как работает компаратор?
• Применение компаратора
• Принцип действия аналогового компаратора
• Особенности цифрового компаратора
• Компаратор-микросхема
• Компаратор на операционном усилителе
• Пример практического применения компаратора
• Компараторы массы: понятие
• Типы компараторов

Как работает компаратор?

На один из входов подается постоянный сигнал, который называется опорным. Он используется как образец для сравнения. Ко второму поступает испытуемый сигнал. На выходе стоит транзистор, меняющий свое состояние в зависимости от условий:

• Напряжение прямого входа выше инверсного – транзистор открыт.
• Напряжение инверсного входа выше прямого – закрыт.

Соответственно, выходное напряжение меняется скачком от минимума до максимума, или наоборот.

Применение компаратора

Используются в схемах измерения электрических сигналов и в аналогово-цифровых преобразователях. В логических цепях работают элементы «или» и «не», также являющиеся компараторами. Соответственно, использование этого компонента не ограничивается конкретными примерами, поскольку он применяется повсеместно.

Стоит отметить, что устройство сравнения можно сделать из любого операционного усилителя, но не наоборот. Коэффициент усиления компаратора достаточно высок. Соответственно, его входы очень чувствительны к разнице напряжений между ними. Расхождение в несколько милливольт значительно изменяет напряжение выхода.

Таким образом, компаратор позволяет наблюдать минимальные колебания уровней входных напряжений. Это делает его незаменимым элементом схем сравнения и измерительных приборов высокой точности:

• индикаторы уровня входящего сигнала;
• металлоискатели;
• микро- и милливольтметры;
• детекторы электромагнитных излучений;
• лабораторные датчики;
• компараторы массы;
• газоанализаторы.

Принцип действия аналогового компаратора

Аналоговый компаратор сравнивает непрерывные сигналы – входной измеряемый и входной опорный. При медленном изменении входного сигнала, происходит многократное переключение компаратора за малый отрезок времени. Такое явление называют «электронным дребезгом». Его наличие значительно снижает эффективность сравнения. Поскольку часто повторяющиеся смены состояния выхода, вводят оконечный транзистор в состояние насыщения.

Для уменьшения эффекта «электронного дребезга», в схему вводят ПОС – положительную обратную связь. Она обеспечивает гистерезис – небольшую разницу между уровнем напряжения включения и отключения. Некоторые компараторы имеют встроенную ПОС, что уменьшает количество дополнительных элементов построения конструкции.

Особенности цифрового компаратора

Цифровой компаратор – это однобитный аналогово-цифровой преобразователь. Напряжение выхода представляет либо логический «0», либо «1». На вход может быть подан как аналоговый, так и цифровой сигнал. Устройство используется в качестве формирователя импульсов для сопряжения схем датчиков и устройств отображения. Может применяться для анализа спектра звукового или светового сигнала. Компаратор – это также логические элементы «или» и «не», используемые в вычислительной технике.

Теоретически при незначительно малых колебаниях уровня входного сигнала, может возникать состояние неопределенности выхода. На практике равенство измеряемого и опорного напряжений не наступает. Поскольку компаратор имеет ограниченный коэффициент усиления или положительную обратную связь.

Компаратор-микросхема

Промышленность выпускает компараторы в виде интегральных схем. Их использование позволяет создавать компактные приборы, с минимумом навесных элементов. Также преимущество малогабаритных деталей в незначительной длине соединительных проводников. В условиях повышенного электромагнитного излучения они являются приемными антеннами для всевозможных электрических помех.

Компаратор на операционном усилителе

У компараторов есть немалое сходство с операционными усилителями:

• коэффициент усиления;
• входное сопротивление;
• значение входных токов;
• состояние насыщения.

Пример практического применения компаратора

На принципиальной схеме представлен датчик освещенности.

Опорное напряжение задается резисторами RV1 и R2. При этом, RV1 служит регулятором чувствительности конструкции. Индикация реализована на светодиоде D1. Датчиком является элемент LDR1, который меняет омическое сопротивление в зависимости от освещенности. Собственно компаратор представлен операционным усилителем LM324. Это простое устройство демонстрирует то, как работает компаратор на практике.

Компараторы массы: понятие

Компаратор массы это устройство, предназначенное для уточнения разности значений массы гирь при контроле стандартов массы и веса, а также, для прецизионного взвешивания. Наиболее точные компараторы массы способны взвесить любой образец и сравнить его с иным, подобным ему. Происходит это на уровне атомов. Необходимость в таких устройствах возникает по причине несовершенства эталонных образцов мер веса и объема жидкости.

Типы компараторов

– компаратор для сравнения разнополярных сигналов;

– компаратор для сравнения однополярных сигналов.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 20 чел.
Средний рейтинг: 4.1 из 5.

Компаратор напряжения: характеристики и разновидности

Содержание

• 1 Благодарности
• 2 Общая информация
• 3 Характеристики компараторов
• 4 Разновидности компараторов
  • 4.1 Пороговый компаратор
  • 4.2 Гистерезисный компаратор
  • 4.3 Самый простой компаратор
  • 4.4 Деление по принципу действия

Компаратор напряжения – это устройство, выполняющее сравнение имеющегося уровня напряжения с опорным сигналом. Ответом, как правило, становится двоичная величина – да либо нет, нуль или единица.

Благодарности

Без братьев Кузнецовых не представилось бы читателям столь замечательного обзора. Нельзя оставить без внимания труд научного коллектива Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского, его участников, меж которыми:

• Сдобняков В.В.
• Карзанов В.В.
• Шабанов В.Н.
• Рецензенты: Дорохин М.В. И Здоровейщев А.В.

Общая информация

Компаратор сравнивает два напряжения, откуда происходит название. При необходимости формируется либо условный сигнал в виде двоичного кода, либо знак разницы выдаётся иным способом:

1. Крутой перепад напряжения (фронт или спад).
2. Импульс с заданными характеристиками.
3. Сменой полярности выходного напряжения.
4. Двоичным кодом в системе логики данного набора микросхем.

Компаратор территориально входит в аналого-цифровой преобразователь, способен применяться и отдельно. От элемента напрямую зависит точность, как и от разрядности. К характеристикам компаратора относят:

• Чувствительность.
• Быстродействие.
• Стоимость.
• Долговечность.
• Стабильность.
• Нагрузочная способность.
• Входное сопротивление и пр.

Большинство компараторов реализуется на базе операционных усилителей, данные в справочниках приводятся совместные. Это достигается за счёт введения обратной связи, что придумано в 30-е годы XX века.

Характеристики компараторов

Под чувствительностью компаратора понимается минимальное напряжение, годное к восприятию. Дифференциальные пары транзисторов, применяемые в операционных усилителях, повышают температурную стабильность, потому служат для создания компараторов. Параметр тесно связан с разрешающей способностью или точностью. Чувствительность сильно зависит от схемного решения, это очевидный факт.

Помимо температурной стабильности и архитектуры на параметр влияют помехоустойчивость и надёжность. На практике оптимальной считают чувствительность, равную половине разряда аналого-цифрового преобразователя. Это значит, что из-за компаратора не снижается точность замера. На современном этапе развития технологии это порой сильно отличающиеся значения.

Быстродействие цифровой технике велико, но учитывая факт, что преобразователю нужно успеть сделать выборку, тактовая частота процессора должна быть в сотни, если не тысячи раз выше, нежели дискретность отсчётов. И главным ограничивающим фактором становятся скоростные характеристики компаратора. На его втором входе в момент измерения опорное напряжение постепенно растёт до достижения совпадения. И вырабатывается цифровой код результата.

Частота дискретизации определяется скоростными качествами исследуемого процесса. Если это звуковой диапазон, значения начинаются от 45 кГц и способны составлять вчетверо больше для студийной записи. На каждом интервале времени компаратор должен успеть сравнить напряжение, минимальная частота процессора для получения точности в 0,5% лежит уже в области 10 МГц. На практике наблюдаются намного большие величины, но помните, главная шина материнской платы становится самым быстродействующим участком системного блока (персонального компьютера).

Быстродействие компаратора выражается временем между соседними измерениями. Оно складывается из интервала повышения сравниваемого напряжения до нужного уровня и скорости работы электронных компонентов. К последним цифрам относят период от принятия решения компаратором на выдачу сигнального импульса до его реального появления на выводах. Вторым параметром считают крутизну фронта импульса, поскольку логика микросхем настроена на пороги срабатывания. Важным считается время восстановления, за которое компаратор возвращается в первоначальное состояние.

Указанные параметры в сумме определяют тактовую частоту самого компаратора. Под нагрузочной способностью понимается способность выдать сигнал, достаточно мощный для срабатывания зависимых схем. Различают так называемую перегрузочную способность, показывающую, как велика иногда разница в напряжении на соседних отсчётах. Для сокращения интервалов измерения, начиная со второго, компаратор может вести два параллельных процесса измерения:

1. Увеличение напряжения в сравнении с предыдущим отсчётом.
2. Уменьшение напряжения в сравнении с предыдущим отсчётом.

Так удастся быстрее найти результат, не перебирая весь диапазон с начала. Хотя потребуется целых два параллельно включённых компаратора. Но экономия времени стоит указанной борьбы. На успех подобного мероприятия напрямую влияет перегрузочная способность.

Входное сопротивление образует с источником сигнала резистивный делитель, и чем оно меньше, тем выше точность, большая часть напряжения падает именно здесь. С повышением параметра снижается и потребляемый ток. У большинства компараторов входное сопротивление подстраивается под конкретно взятые нужды, для отдельных схем.

Разновидности компараторов

Большинство компараторов строится на схемах операционных усилителей, охваченных цепью положительной обратной связи. За счёт большого коэффициента усиления удаётся добиться отвесной передаточной функции каскада.

Характеристика операционного усилителя на неком участке линейна. График симметричен относительно нуля. При некотором значении Uогр происходит насыщение и выходное напряжение дальше не растёт. Это наблюдается в положительной области входных значений и в отрицательной. Описанное свойство используется для построения компараторов.

Операционный усилитель охватывается положительной связью, при коэффициенте её передачи обратно пропорциональном коэффициенту передачи операционного усилителя, формула уходит в область бесконечности. От указанного параметра зависит крутизна графика, он становится вертикальным. Что требуется на практике для сравнения напряжений.

Эталоном допускается любое значение. К примеру, возможна реализация схемы перехода напряжения через нуль. Но в составе аналого-цифрового преобразователя измеряемая величина в рамках интервала считается постоянной, опорное напряжение растёт, пока не сравняется. И в этот момент вырабатывается импульс совпадения.

Пороговый компаратор

Пороговый компаратор напряжения – упоминается в литературе. Передаточная характеристика его однозначна – когда разница на входах операционного усилителя становится равной нулю, возникает отклик на выходе. Обратное движение вдоль передаточной характеристики идёт по прежней траектории.

Он организован, как рассказано выше: операционный усилитель охвачен петлёй обратной связи для получения крутой, отвесной передаточной характеристики. Но остаётся некая малая погрешность. Эталонное напряжение принято подавать на неинвертирующий вход.

Гистерезисный компаратор

Гистерезисный компаратор получил название за то, что коэффициент передачи цепи обратной связи меняется по абсолютному значению и по знаку. В результате получают семейство передаточных характеристик, позволяющее создать компаратор, включающийся по одному значению напряжения, а выключающийся по иному.

Устройство оказывается полезным в случае наличия на линии высокочастотной помехи. И когда на заданном интервале измерения величина многократно изменяется, обычному компаратору напряжения легко промахнуться. Одновременно гистерезисный верно оценит с точностью до помехи и продержит сигнал на выходе, пока исследуемый процесс близок к эталону.

 

Любой реальный компаратор считается гистерезисным из-за наличия ошибки, отдельные виды специально имеют расширенную петлю в связи с описанными нюансами. Ярко выраженной прямоугольной характеристикой характеризуется триггер Шмитта. Его гистерезисная передаточная функция может служить для построения компаратора. Из-за наличия положительной обратной связи характеристика триггера Шмитта обладает ощутимой крутизной.

 

Уже для аналоговых схем порог чувствительности достигал 5-10 мВ, чего хватает в большинстве случаев. Поскольку время срабатывания триггера Шмитта уменьшается до 0,1 мкс, становится возможным процесс оценки сигналов частотой в сотни кГц (гораздо выше ультразвука). Представленный на рисунке триггер характеризуется большим температурным дрейфом и малым диапазоном измерения.

Ввиду простоты популярны балансные регенеративные схемы с диодами. Обратная связь здесь выполнена через трансформатор. За счёт использования средней рабочей точки становится возможным одновременно произвести и положительную, и отрицательную обратную связь. Сравниваемые напряжения подаются на катоды диодов (n-область, в районе которой нарисована перпендикулярная черта). Рабочая точка транзистора выбрана в начале вольт-амперной характеристики, ток базы рассчитывается так, чтобы не произошло насыщения.

Конденсатор выполняет гальваническую развязку базы и входной цепи. Если диод Д1 заперт, а Д2 — открыт, работает отрицательная обратная связь. В результате генерации не происходит. В обратном случае блокинг-генератор производит первый импульс. Его положительный фронт свидетельствует, что эталон сравнялся с оцениваемой величиной. Чувствительность балансной регенеративной схемы может достигать 1 мВ.

Компараторы на туннельных диодах хороши малыми габаритами, отличным быстродействием, низким уровнем шумов, низкими переключающими порогами по мощности. Механическая прочность и стойкость полупроводников общеизвестны. Туннельные диоды считаются редкими приборами, не боящимися радиации, что делает их популярными в специальных применениях. Вдобавок сопротивление таких компараторов крайне мало, что снижает чувствительность.

Характеристика туннельного диода содержит участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением, что позволяет реализовать нужную передаточную функцию. Очевидным недостатком схемы становится низкая точность. Вольт-амперная характеристика туннельного диода слишком пологая. Зато по простоте этот компаратор нельзя сравнить с любым другим типом устройств. Его пока нельзя назвать гистерезисным, для получения этого типа характеристики требуется, как минимум, два туннельных диода.

Самый простой компаратор

При помощи двух туннельных диодов нетрудно построить простейший компаратор, включая их по схеме твин. Предполагается, что элементы идентичны. Передаточная характеристика системы сильно зависит от напряжения питания схемы. Характеристики легко изменяются, что обусловливает большую гибкость применения. Чувствительность измеряются по току, и экспериментально полученные значения лежат в области 8 мкА при частоте тактирования 200 МГц, 3 мкА – при 50 МГц.

Деление по принципу действия

Помимо чисто функциональных особенностей, рассмотренных выше, компараторы делятся по принципу действия на:

1. Регенеративные.
2. Генераторные.
3. Амплитудно-импульсные.
4. Модуляторные.

Речь здесь идёт о формируемых устройствами выходных сигналах. В работе компаратора напряжения выделяют два процесса: сравнение величин и формирование выходного сигнала. Статическая ошибка обусловлена лишь двумя причинами:

1. Шумами.
2. Температурным дрейфом и старением.

Принцип работы электрического компаратора

Theteche.com

2 апреля 2021 г.

Детали конструкции: Электрический компаратор состоит из следующих трех основных частей, таких как

• Преобразователь
• Устройство отображения в виде счетчика
• Усилитель

Преобразователь : Железный якорь расположен между двумя витками, удерживаемыми листовой пружиной на одном конце. Другой конец упирается в поршень. Две катушки a действуют как два плеча мостовой схемы переменного тока из пшеничного камня.

Усилитель : Усилитель — это не что иное, как устройство, которое усиливает заданную частоту входного сигнала до увеличенного выходного сигнала.

Устройство отображения или измеритель: Усиленный входной сигнал отображается на некоторых приборах оконечного каскада. Здесь конечным инструментом является счетчик.

Принцип работы электрического компаратора

Если якорь расположен в центре между катушками, индуктивность обеих катушек будет одинакова, но в противоположном направлении со сменой знака. За счет этого мостовая схема переменного тока, мост Уитстона уравновешена.

Таким образом, счетчик будет показывать нулевое значение. Но практически это невозможно. В реальных случаях якорь может подниматься или опускаться плунжером во время измерения.

Это нарушило бы баланс цепи моста Уитстоуна. Из-за этого эффекта будет соответственно индуцироваться изменение тока или потенциала. В то время. измеритель укажет некоторое значение как смещение.

Это указанное значение может быть как для больших, так и для меньших компонентов. Поскольку этот индуцированный ток слишком мал, его следует соответствующим образом усилить перед отображением на счетчике.

Проверка точности

Для проверки точности данного образца или работы сначала под поршень помещают стандартный образец. После этого сопротивление моста Уитстона регулируют так, чтобы показания шкалы показывали ноль. Затем образец удаляют.

Теперь работа вводится под поршень. Если присутствует изменение высоты работы, он будет перемещать плунжер вверх или вниз.

Соответствующее движение плунжера сначала усиливается усилителем, а затем передается на измеритель для отображения изменений. Наименьшее значение этого электрического компаратора составляет 0,001 мм (один микрон).

Электронный компаратор

В электрическом компараторе используется индукция преобразователя или принцип применения частотной модуляции или радиоколебаний.

Детали конструкции: В электронном компараторе следующие компоненты установлены следующим образом:

• Преобразователь
• Осциллятор
• Усилитель
• Демодулятор
• Метр

Датчик: Преобразует движение плунжера в электрический сигнал. Он связан с генератором.

Генератор: Генератор, который получает электрический сигнал от преобразователя и увеличивает амплитуду частотной волны, добавляя несущую частоту, называемую модуляцией.

Усилитель : Усилитель подключается между генератором и демодулятором. Сигнал, выходящий из генератора, усиливается до необходимого уровня.

Демодулятор : Демодулятор — это не что иное, как устройство, отсекающее внешнюю несущую частоту. Он преобразует модулированную волну в исходную волну в виде электрического сигнала.

Измеритель : Это не что иное, как устройство отображения, от которого можно получить вывод в виде линейного измерения.

Принцип работы : Измеряемая работа помещается под поршень электронного компаратора. И рабочая часть, и компаратор располагаются на поверхности пластины.

Линейное движение плунжера преобразуется в электрический сигнал с помощью подходящего преобразователя.

Затем он отправляется на генератор для модуляции электрического сигнала путем добавления несущей частоты волны.

После этого усиленный сигнал поступает на демодулятор, в котором обрезаются несущие волны. Наконец, демодулированный сигнал передается на измеритель для преобразования движения наконечника зонда в линейное измерение в качестве выходного сигнала. Отдельный источник питания постоянного тока уже дан для приведения в действие счетчика.

Преимущества электрического и электронного компаратора

• В нем меньше движущихся частей.
• Полученное увеличение очень велико.
• В одном и том же приборе предусмотрено два или более увеличения для использования различных диапазонов.
• Стрелка сделана очень легкой, чтобы она была более чувствительна к вибрации.
• Прибор очень компактен.

Недостатки электрического и электронного компаратора

• Для срабатывания счетчика требуется внешнее вмешательство.
• Изменение напряжения или частоты может повлиять на точность вывода.
• Из-за нагревательных спиралей точность снижается.
• дороже механического компаратора.

1. Узнать больше : Передача питания и сигналов
2. Узнать больше : Электростатические датчики и приводы
3. См. также: Стандарты взаимной индуктивности

Об авторе

Santhakumar Raja

Привет! Этот блог предназначен для студентов, чтобы быть в курсе последних событий в сфере образования. Мотивирует студентов стать лучшими читателями и писателями.

Посмотреть все сообщения

Пневматический компаратор (Pdf): Детали, типы, принцип работы, области применения, преимущества и недостатки

Что такое пневматический компаратор?

Пневматический компаратор представляет собой прецизионное устройство, работающее от пневматической системы или сжатого воздуха. Как и другие механические, оптические и электрические компараторы, пневматические компараторы также используются для анализа разницы размеров между измеряемой деталью и стандартной деталью. В пневматическом компараторе в качестве рабочей среды используется сжатый воздух или воздух под давлением. Поэтому он имеет много преимуществ по сравнению с другими компараторами. Поскольку он имеет много преимуществ, в большинстве случаев он предпочтительнее других компараторов.

Пневматический компаратор Solex (или) воздушный манометр Solex

Воздушный манометр Solex является наиболее популярным пневматическим компаратором. самый популярный.

В этой статье мы рассмотрим их части и конструкцию, принципы работы, типы, области применения, преимущества и недостатки.

Теперь давайте посмотрим на детали и конструкцию пневматического компаратора.

Детали и конструкция пневматического компаратора

Пневматический компаратор (манометр Solex)

Манометр Solex или пневматический компаратор состоит из некоторых основных частей. Эти важные части перечислены ниже.

• Компрессор
• Цилиндр (OR) резервуар для воды
• воздушный фильтр
• Регулятор давления
• Dip Tube
• Манометраная трубка
• Контрольный отверстие
• Гибкая трубка
• головка
• Sclefice
• Гибкая труба
• головка
• Sclifice
• Гибкая труба
• Головка
• .0011

Компрессор

Компрессор является основным компонентом и играет важную роль в пневматическом компараторе. Сжатый воздух в пневматическом компараторе производится и непрерывно подается компрессором.

Воздушный фильтр

Воздушный фильтр устанавливается рядом с компрессором. Основное назначение воздушного фильтра — отфильтровывать частицы пыли из воздуха, сжимаемого компрессором. Это основная функция воздушного фильтра в пневматическом компараторе.

Регулятор давления

Блок регулятора давления размещается вместе с воздушным фильтром. Его основная функция заключается в регулировании давления сжатого воздуха, поступающего из воздушного фильтра.

Погружная трубка

Погружная трубка в воздуховоде размещается после регулятора давления и опускается прямо к водяному баку или металлическому цилиндру. Место соединения погружной трубки и воздуховода называется верхней камерой.

Резервуар для воды

Резервуар для воды в пневматическом компараторе представляет собой металлический цилиндр, расположенный на дне верхней камеры, в котором находится погружная трубка.

Трубка манометра

Трубка манометра устанавливается на дно водяного бака или металлического цилиндра. Эта трубка расположена вертикально параллельно резервуару с водой.

Регулирующая диафрагма

Регулирующая диафрагма в воздуховоде расположена между двумя соединениями погружной трубки и трубки манометра. Воздух подается под постоянным давлением через отверстие.

Гибкая трубка

Гибкая трубка или пневматический шланг используется в воздушной линии для удержания измерительной головки. Начальная точка гибкой трубки снабжена второй камерой (соединение манометра и воздуховода), а конечная точка соединяется с измерительной или измерительной головкой.

Измерительная головка

Измерительный манометр или измерительная заглушка подсоединяется к гибкой трубке или пневматическому шлангу. Он используется для измерения неровностей в заготовке. В наличии имеется несколько типов измерительных манометров.

Типы измерительной головки

Шкала

Измерительная шкала откалибрована и расположена параллельно трубке манометра. Он используется для измерения вытеснения жидкости, происходящего в трубке манометра.

Принцип пневматического компаратора

Пневматический компаратор работает по основному принципу перепада давления, создаваемого в воздушном потоке. Воздух под постоянным давлением проходит через заготовку и создает противодавление. Это изменение противодавления помогает найти размер заготовки.

Теперь посмотрим, как работает пневматический компаратор?

Работа пневматического компаратора

Работа пневматического компаратора Solex описана ниже.

• Пневматический компаратор состоит из резервуара для воды или металлического цилиндра, наполненного водой. Вода в цилиндре заполняется до определенного уровня.
• Наряду с резервуаром для воды калиброванный манометр устанавливается вертикально параллельно резервуару для воды.
• Уровень воды в баке для воды и манометр должен быть одинаковым и калибруется с помощью эталонной заготовки.
• Воздух сжимается под высоким давлением с помощью компрессора, фильтруется и регулируется по давлению, проходя через воздушный фильтр и регулятор давления.
• Отфильтрованный воздух проходит через погружную трубку, погруженную в резервуар для воды, наполненный водой.
• Одновременно сжатый воздух с тем же давлением проходит через зазор регулирующего жиклера.
• После прохождения воздуха через регулирующее отверстие скорость увеличивается, а давление становится постоянным.
• Воздух с огромной скоростью проходит через гибкую трубку или пневматический шланг и, наконец, достигает измерительной головки.
• За счет расширения воздуха в погружной трубе напор воды (H) поддерживается постоянным. Избыточный воздух выйдет в виде пузырьков воздуха в резервуаре для воды.
• Воздух под постоянным давлением выходит из измерительного жиклера в измерительном приборе или измерительной головке.
• Если заготовка стандартная или в заготовке нет ограничений, воздух будет постоянно выходить через измерительную форсунку. При этом уровень воды в трубке манометра и водяном баке совпадет.
• Если в заготовке есть какие-либо неровности или ограничения для реального потока в измерительной струе, будет создаваться определенное противодавление.
• Уровень воды в манометре упадет из-за противодавления, вызванного ограничениями в заготовке.
• Изменение уровня воды в манометре обозначается как разность размеров или любые неравномерности измеряемой детали по сравнению со стандартной деталью.

Типы пневматических компараторов

В основном пневматические компараторы делятся на три типа.

• Пневматический компаратор потока (или) скорости
• Пневматический компаратор противодавления
• Дифференциальный пневматический компаратор

Пневматический компаратор потока (или) скорости

Пневматический компаратор потока (или) скорости

Частями пневматического компаратора потока являются компрессор, фильтр, запорный клапан, регулятор давления, стеклянная колонна, винт регулировки нуля, воздухоотводчик, шкала, поплавок, резиновый шланг и измерительная головка. Первоначально коническая стеклянная колонна калибруется до требуемого размера с помощью винта регулировки нуля, воздухоотводчика и манометров.

Воздух сжимается, фильтруется и регулируется так же, как и в манометре Solex. Затем она проходит через запорный клапан и попадает в стеклянную колонну, содержащую металлический поплавок. Запорный клапан в этой пневматической цепи используется для отключения подачи воздуха, когда он не используется. Воздух проходит через воздушный столб и, наконец, выходит из измерительной или измерительной головки.

Измерительная головка вставляется в обрабатываемую деталь, и между измерительной головкой и деталью должен быть небольшой зазор. Если на заготовке есть какие-либо неровности или ограничения, поток воздуха будет ограничен, что приведет к небольшому смещению металлического поплавка внутри столбца класса.

Движение металлического поплавка можно контролировать скоростью потока воздуха в стеклянной колонке, которая определяется зазором между измерительной головкой и заготовкой. Поэтому скорость воздушного потока прямо пропорциональна зазору.

Точность этого компаратора до $ \displaystyle 1\mu m$. Увеличение этого компаратора составляет 1000 000:1.

Пневматический компаратор с обратным давлением

Пневматический компаратор с обратным давлением

Пневматический компаратор с обратным давлением состоит из следующих частей, таких как компрессор, фильтр, регулятор давления, регулируемый ограничитель, шкала и измерительная головка. Этот пневматический компаратор состоит из двух отверстий $O_{1} $ и $O_{2} $. Отверстие $O_{1} $ называется контрольно-измерительным, а отверстие $O_{2} $ – измерительным.

Как и в предыдущем типе, сжатый воздух фильтруется воздушным фильтром и проходит через регулятор давления в контуре. Здесь давление снижается до 2 бар и проходит через регулирующее отверстие. Наконец, воздух выходит из измерительного отверстия в измерительной или измерительной головке.

В измерительной головке диаметр двух отверстий обозначается как $D_{1} $ и $D_{2} $, а давление отверстия $O_{1} $ и $O_{2} $ обозначается как $P_ {1}$ и $P_{1}$. Воздух с постоянным давлением $P_{1}$ проходит через отверстие $O_{1}$ в промежуточную камеру. Наконец, он выходит из измерительной головки через отверстие $O_{2} $. Расстояние между $O_{2} $ и заготовкой обозначается как $’d’$.

Сначала измерительное отверстие $O_{2} $ будет полностью закрыто. Когда он полностью закрыт, давление $P_{1} $ и $P_{2} $ будет равным. При полностью открытом измерительном отверстии давление $P_{1} $ и $P_{2} $ на отверстии $O_{1} $ и $O_{2} $ равно нулю.

Давление $P_{1} $ и $P_{2} $ на отверстии $O_{1} $ и $O_{2} $ изменяется при изменении расстояния между измерительным отверстием и деталью. Изменение давления $P_{1} $ и $P_{2} $ измеряется с помощью устройства индикации давления. Увеличение, достигнутое в этом компараторе, составляет до 7500:1.

Пневматический компаратор дифференциального типа

Пневматический компаратор дифференциального типа

Этот компаратор представляет собой тип пневматического компаратора с противодавлением. Основными частями, используемыми в его конструкции, являются регулятор давления, воздушный фильтр, компрессор, регулирующее отверстие, эталонный жиклер или клапан установки нуля, устройство индикации давления и измерительная головка. В этом компараторе воздух сжимается и проходит через воздушный фильтр и регулятор. Наконец, давление воздуха создается и делается постоянным.

Воздух под постоянным давлением проходит через разделенный канал. На одном конце воздух проходит через отверстие $OC_{1}$ и по каналу $P$ достигает измерительной головки. Аналогичным образом воздух проходит через отверстие $OC_{2}$ и через канал $Q$ достигает клапана установки нуля.

Устройство индикации давления размещается в воздуховоде, который соединяет оба канала $P$ и $Q$. Первоначально он калибруется со стандартной заготовкой. Когда измерительная головка приближается к заготовке, стрелка измерительного прибора начинает отклоняться. Если есть какое-либо ограничение или зазор между измерительной головкой и деталью уменьшается, давление в системе увеличивается. Наконец, происходит отклонение.

$\displaystyle P=\rho gh$ используется для преобразования показаний давления с показывающего устройства в линейные размеры.

• $P =$ Давление, показываемое прибором
• $ \displaystyle \rho =$ Плотность воздуха
• $g =$ Удельный вес
• $h =$ Размеры анализируемого объекта

Диапазон увеличения дифференциального противодавления пневматического компаратора от 1250$ \displaystyle \times $ до 20000$ \displaystyle \times $.

Преимущества пневматического компаратора

• Пневматические компараторы просты в эксплуатации
• Нет контакта между измерительной головкой и заготовкой.
• Измерительная головка не изнашивается из-за отсутствия контакта.
• Это очень точно и точно.
• В пневматическом компараторе возможно высокое увеличение до 30000:1.
• Поскольку показывающее устройство и измерительная головка расположены в разных местах, интерференция отсутствует.
• Самоочищающиеся, поскольку струя воздуха помогает очищать заготовку.
• Имеет тенденцию к самовыравниванию и центрированию.
• При работе пневматического компаратора вибрации не возникает.

Недостатки пневматического компаратора

• Пневматические компараторы не являются переносными.
• Для этого компаратора требуется компрессор.
• Подходит не для всех условий окружающей среды.
• Изменение температуры и влажности может повлиять на их точность.
• При сравнении электронных компараторов медленная реакция пневматических компараторов.
• Ошибка мениска может возникнуть при использовании стеклянных трубок в качестве индикаторного устройства.
• В пневматическом компараторе требуются разные измерительные головки для проверки различных видов заготовок.
• Дополнительные компоненты, такие как воздушный фильтр, регулятор давления и т.д.
• Недешево по сравнению с механическими компараторами.
• Шкала неравномерна в пневматическом компараторе.

Применение (или) использование пневматического компаратора

• Используется для определения диаметра цилиндрических заготовок.
• Можно определить внутренний и внешний диаметр заготовки.
• Можно определить прямолинейность и плоскостность заготовки.
• Резцы и овальность заготовки можно легко проанализировать.
• Также используется для проверки округлости и прямоугольности изделия[т.е.
• В зависимости от типа измерительной головки и количества отверстий применение пневматического компаратора различается.