零件内孔的高精度测量方法应用

　　　　孔类零件是机械零件中很重要的一类,广泛存在于国民经济中的各个行业,例如汽车行业中的柴油发动机燃油系统的喷油嘴偶件就是很重要的孔类零件.很多零件内孔配合精度要求高,对于图1所示的5种内孔的形状,在生产现场的检测中往往测量困难,测量精度不高.

　　气动测量是一种应用较广泛的精密测量技术,常用的气动量仪根据测量原理可分为流量式和压力式两大类.数字化气动测量技术是一项集气动、电子、微机与检测技术于一体的机电一体化新技术[1],既有气动测量非接触、精度高、稳定性好的长处,又有测量结果数字化的优点,可方便地进行数据分析处理、数字显示与打印等.

　　1 数字化气动检测系统测量原理

　　1.1 系统总体设计方案

　　数字化气动测量系统总体设计方案如图2所示,它包括气动测量、气电转换、数据采集和处理等部分.

　　1.2 差压式气动测量的基本原理

　　目前,气动在线检测系统中普遍采用背压式和差压式两种测量方法.单纯压力式测量有它的缺点,即对气源要求过高,否则当喷嘴与工件之间的距离改变时,气源压力一旦发生波动,工作压力就会发生变化,从而造成测量误差,破坏量仪的稳定性[2].而采用差压式测量就可解决这一问题,并能改善量仪的性能.所以本系统中用差压式测量技术.

　　差压式气动测量气路原理图如图3所示.测量回路由两个背压回路组成,测量时两个背压回路处于相同的环境压力和温度下,使外界环境(压力、温度和湿度等)对测量的影响降到最小,测量精度高、稳定性好[3].

　　空压机1将压缩的空气送至滤清器2过滤灰尘、水、油等杂质后进入气阀3和稳压器4,稳压器的输出压力为p0.测量时通过两个直径相同的节流孔5、6同时向两个回路输入相同压力的气体,一路经节流器5通过调零阀8流入大气,另一路经节流器6通过测头与被测零件间缝隙流入大气[4].回路1是平衡压力,回路2是测量压力,连接两回路之间的压力变送器7采集测量压力与平衡压力的差值$p=p2-p1作为被测信号,经放大后输出就可测得被测参数S的大小.

2 数据采集系统的组成

　　2.1 采集系统的硬件构成

　　原始数据的取得采用电子柱气电测微仪DZL-3-50.电子柱气电测微仪根据差压式气动测量原理与电感式压力传感器配套使用,将测得的压力通过传感器转换为电信号,作为下一步处理的信号源.电子柱气电测微仪DZL-3-50的主要性能如下:信号支持继电器输出、OC门输出、BCD输出;通信接口支持RS232或RS485;支持I/O输出功能;可编程控制.