【提要】氣動(dòng)量?jì)x對于提高檢測效率和測量精度是十分有效的。本文以浮標式氣動(dòng)量?jì)x為例，介紹了常見(jiàn)的氣動(dòng)量?jì)x的基本工作原理及方法;并在此基礎上，介紹了近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的氣電組合測量?jì)x的工作原理和性能。
氣動(dòng)測量技術(shù)可用于機械加工過(guò)程中的自動(dòng)測量，也可以對加工后的工件進(jìn)行長(cháng)度、形狀、位置尺寸的測量。具有測量精度高、靈敏度高、可靠性好、使用壽命長(cháng)、操作方便、可以實(shí)現非接觸及遠距離測量、便于在加工過(guò)程中實(shí)現自動(dòng)測量控制等優(yōu)點(diǎn)。氣電組合測量技術(shù)使氣動(dòng)測量技術(shù)和電子放大數字顯示技術(shù)結合起來(lái)，把測量精度和測量可靠性又向前推進(jìn)了一步。
浮標式氣動(dòng)量?jì)x的運用
氣動(dòng)量?jì)x為常見(jiàn)的形式是浮標氣動(dòng)量?jì)x。這種量?jì)x結構簡(jiǎn)單，使用維修方便，價(jià)格較低。采用浮標式氣動(dòng)儀測量工件長(cháng)度的工作原理如圖1所示:
清潔的壓縮空氣由圖中箭頭方向進(jìn)入，經(jīng)穩壓器1由錐度玻璃管2下端引入，在氣流作用下，浮標3升起。錐度玻璃管上端經(jīng)由零位閥5由管道與測量噴嘴8相連。當被測工件7長(cháng)度尺寸L變化時(shí)，問(wèn)隙將改變，流過(guò)噴嘴的空氣流量也起變化，從而引起浮標位置的變化，操作者在刻度標尺上讀取浮標的改變量，亦即工件尺寸的變化量。
零位閥5可以將壓縮空氣直接排人大氣，調整零位閥5，可實(shí)現在流經(jīng)測量噴嘴壓縮空氣流量不變的情況下，增大或減小通過(guò)錐度玻璃管的流量，從而改變浮標的高度位置，實(shí)現浮標的零位調整。
調整倍率閥6，可改變錐度玻璃管的壓縮空氣流經(jīng)量，從而可改變浮標式氣動(dòng)量?jì)x的放大倍率。由氣動(dòng)量?jì)x的工作原理可知，其測量精度和測量放大倍率是由量?jì)x本身決定的，而與測量裝置（如工作臺、底座等）的制造精度無(wú)關(guān)。因此，量?jì)x裝置的設計制造不要求有很高的精度。
當浮標式氣動(dòng)量?jì)x用于位置尺寸測量時(shí)，如平行度測量，則常要用兩個(gè)管的氣動(dòng)量?jì)x進(jìn)行測量，其工作原理如圖2所示:
為了測量工件的孔（直徑20士d對基準平面A的平行度，工件1放置在測量工作臺3上，使基準平面A與工作臺平面貼合，測量頭2插入被測的孔內，若被測孔的軸心線(xiàn)不平行于基準平面A，則測管工和測管11的測量噴嘴與孔壁的間隙是不同的（如圖所示），其測量值分別為:
基準平面的不平行度誤差。
采用這種測量方法測量不平行度，在設計制造測量裝置時(shí)，要求工件放置在測量工作臺上后，測量頭應能順利插入工件被測孔;并且要求噴嘴與工件孔壁間的大間隙必須在量?jì)x的工作范圍內。由于雙管式氣動(dòng)量?jì)x是采用比較式測量法，所以在測量工件時(shí)，需要利用標準樣板或校對規調定零位。因此，即使測量頭與工作臺定位基準平面存在著(zhù)不平行度誤差、也可以通過(guò)校對規對氣動(dòng)量?jì)x浮標進(jìn)行零位調整時(shí)排除這個(gè)誤差。因而測量裝置的設計制造相對比較容易。
采用雙管式氣動(dòng)量?jì)x對工件的位置誤差（如平行度、垂直度等）進(jìn)行測量檢測時(shí)，要對檢測示值進(jìn)行讀取計算。不直觀(guān)，不方便。若用于自動(dòng)檢測，則要將氣動(dòng)量?jì)x發(fā)出的氣壓變動(dòng)信號或浮標的位置改變信息轉換成相應的電信號。因此近年來(lái)發(fā)展了一種高精度自動(dòng)化數字顯示氣電組合測量?jì)x，介紹如下。
氣電組合測量?jì)x是應用氣動(dòng)測量的方法，在檢測時(shí)自動(dòng)將工件尺寸的微小變化轉換成空氣壓力的變化，然后通過(guò)氣電轉換裝置將空氣壓力的變化轉換成電量的變化，再經(jīng)邏輯放大運算處理后用數字顯示出來(lái)的高精度自動(dòng)檢測儀器。
例如用它測世圖3所示曲柄工件上直徑20毫米的孔與直徑25毫米的軸的平行度（允許平行度誤差為100:0.02）。如圖4所示，采用軸為測t墓準，將工件2上的軸裝入!儀體3的定位孔中，同時(shí)把雙管測頭1擂入被測孔內。若被測孔軸心線(xiàn)不平行于墓準軸心線(xiàn)，則雙管測頭的測量示值不同，為了將這兩個(gè)不同的空氣壓力量轉換成電信號，氣電組合量?jì)x用了兩個(gè)氣電轉換器，分別申接于兩個(gè)測頭氣管中。氣電轉換器的結構工作原理如圖5所示。
氣電轉換器工作
圖6一電感測微儀工作原理方框圖氣電組合測t儀具有許多優(yōu)點(diǎn)。其小尺寸分辮率為0.1微米，信號穩定性為2微米/8小時(shí)，測量性能可靠，操作使用方便，適用范圍廣，既適用于大批量生產(chǎn)測量，又適用于刁嗽t生產(chǎn)測量。但氣電組合量?jì)x的價(jià)格較貴，所以目前主要使用在成批生產(chǎn)的測量中.可以相信，隨著(zhù)我國電子工業(yè)、電子儀表制造業(yè)和檢測量具工業(yè)的發(fā)展，這種氣電組合量?jì)x將會(huì )被廣泛應用.時(shí)，氣流經(jīng)過(guò)濾器和穩壓器形成清潔穩定的壓縮空氣流送入氣電轉換器內（如圖5中箭頭所示），進(jìn)入的氣流分為兩路，一路經(jīng)噴嘴l進(jìn)人波紋管3的內腔，經(jīng)由排氣噴嘴7排入大氣中;另一路經(jīng)進(jìn)氣噴嘴2進(jìn)人波紋管3的外腔，從測量噴嘴6噴出。由于工件被測尺寸的變化，測量噴嘴與工件之間的間隙也發(fā)生變化，從而改變了波紋管3內外腔原來(lái)調定的空氣壓力差，使波紋管3沿軸向產(chǎn)生伸縮，并帶動(dòng)磁芯4位移，使感應線(xiàn)圈5中的電感量發(fā)生變化，電感量的變化被送到電感測微儀中。由于波紋管在氣壓微小變化的作用下也會(huì )產(chǎn)生伸縮，因此測量靈敏度高，測量精度也高。
為了將電感量的變化進(jìn)行邏輯運算處理，并將處理結果用數字顯示出來(lái)，氣電組合量?jì)x將兩個(gè)氣電轉換器的電信號輸出端同時(shí)接入一個(gè)數顯電感測微儀輸入端中運算處理，由儀器將測量結果用數字顯示出來(lái)。電感測微儀工作原理方框圖如圖6所示。
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