【正文】 的誤差 ，而且測量精度也非常高 。 綜上所述，滾珠分選機(jī)因軸承行業(yè)的興起而發(fā)展，隨著工業(yè)發(fā)展的程度的不斷遞檢測理論與 應(yīng)用 課程設(shè)計(jì)（論文） 5 進(jìn)，研制自動(dòng)化程度更高的分選設(shè)備對(duì)我國工業(yè)自動(dòng)化水平的提高有強(qiáng)勁的推進(jìn)作用 四、 電感傳感器 測量是滾珠分選的第一個(gè)環(huán)節(jié)，也是決定整機(jī)測量精度、測量速率的主要環(huán)節(jié)。測量工具的選擇是該部分設(shè)計(jì)的首要任務(wù)之一，下面結(jié)合現(xiàn)有的測量儀器進(jìn)行比較，選擇滿足測量需求的產(chǎn)品?，F(xiàn)階段用于滾珠直測量準(zhǔn)確。多出現(xiàn)在 20 實(shí)際90 年代中后期研制的滾珠分選機(jī)中，測量效率相對(duì)較高，可減少勞動(dòng)力投入，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。缺點(diǎn)是現(xiàn)有市面上出售的傳感 器價(jià)格居高不下，導(dǎo)致分選機(jī)的價(jià)格難以被中小生產(chǎn)廠家所接受，不利于自動(dòng)化設(shè)備的大范圍推廣。 非接觸式傳感器：現(xiàn)階段出現(xiàn)的非接觸式測量分選機(jī)中，光電傳感器是唯一被應(yīng)用的傳感器。光電傳感器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、測量精度高、測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠、價(jià)格較高，但由于其在測量過程中對(duì)被測零件沒有磨損，且被測零件定位簡單，響應(yīng)時(shí)間短、速度快，可以滿足現(xiàn)代工業(yè)快速滾珠測量的目的。利用光電傳感器進(jìn)行測量是滾珠測量行業(yè)的最佳方案之一。 本設(shè)計(jì)采用電感傳感器進(jìn)行測量，電感傳感器用于測量系統(tǒng)時(shí)，具有不接觸、精度高、速度快、靈敏度好及不受電磁 干擾等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于生產(chǎn)線或設(shè)備維修都具有極大的應(yīng)徑測量的儀器共有兩種，分別是接觸式傳感器、非接觸式傳感器， 接觸式傳感器：主要以壓電傳感器為主，儀器結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格較高，但測量精度高，用潛力。 在測量技術(shù)中，電感傳感器廣泛應(yīng)用于加速度、位移、振幅、轉(zhuǎn)速、無損探傷等非電量的測量。在其控制系統(tǒng)中，滾珠直徑分類選擇器是一個(gè)微位移檢測裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)滾珠尺寸的檢測和計(jì)數(shù)，是電感式傳感器的典型應(yīng)用。本測控系統(tǒng)由傳感器試驗(yàn)臺(tái)、直流穩(wěn)壓電源、傳感器、直流電機(jī)和信號(hào)處理電路模塊組成。 基本結(jié)構(gòu) 電感式傳感器的激勵(lì)元件由線圈 和鐵氧磁心組成，如圖 1 所示。式（ 1）為電感式傳感器的數(shù)字模型。 檢測理論與 應(yīng)用 課程設(shè)計(jì)（論文） 6 式（ 1）中 L為電感量， N 為線圈匝數(shù)， μ 為氣隙導(dǎo)磁率， S 為氣隙截面積， δ 為氣隙厚度。 可知，線圈電感量 L氣隙厚度 δ 成反比，與氣隙截面積 S 成正比。假設(shè)起始位置氣隙為 ，對(duì)應(yīng)的初始電感為 ，且 S 固定不變，當(dāng) δ 有細(xì)微的 △δ 時(shí)，引起的自感量的變化量 dL為（忽略高次項(xiàng)）： 工作原理 電感式傳感器是建立在電磁場理論基礎(chǔ)上，是利用被測量磁路磁阻變化引起傳感器線圈自感或互感系數(shù)的變化，從而導(dǎo)致 線圈電感量變化來實(shí)現(xiàn)非電量測量。 當(dāng)交流電流過線圈時(shí)，線圈產(chǎn)生交變磁場，該磁場通過鐵心并指向鐵心一側(cè)，即傳感器的激勵(lì)端。當(dāng)有金屬物體或磁性物體接近傳感器激勵(lì)端時(shí)會(huì)造成磁場變形。使用計(jì)算機(jī)模擬可獲得磁場狀態(tài)圖，如圖 2所示。從圖 2可以看出導(dǎo)電材料（如鋼板）接近激勵(lì)端時(shí)的磁場效應(yīng)，變化的磁場導(dǎo)致傳感器線圈的阻抗發(fā)生變化。 檢測理論與 應(yīng)用 課程設(shè)計(jì)（論文） 7 傳感器線圈構(gòu)成變壓器初級(jí)繞組，金屬板構(gòu)成短路次級(jí)繞組，如圖 3 所示。由于電感耦合作用， 在次級(jí)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流 又反作用于初級(jí)回路，從而產(chǎn)生互感系數(shù) 。最終使得線圈本身的阻抗發(fā)生變化。通過與理想變壓器回路比較，可得出以下結(jié)論： 綜上所述，當(dāng)有導(dǎo)材料接近傳感器時(shí)，線圈的阻抗 Z 實(shí)值增加，其值等于線圈電阻 加上 、 、 及 ω 產(chǎn)生的阻抗。經(jīng)驗(yàn)表明，阻抗 Z 的虛值只表明傳感器線圈與金屬板之間有很小距時(shí)的測量變化。電感式傳感器只能利用阻抗 Z的實(shí)值變化量檢測導(dǎo)電材料被測物體。 五、 總體設(shè)計(jì) 對(duì)滾珠的標(biāo)稱直徑進(jìn)行控制，允許公差范圍為177。 3μ m，在此范圍之 內(nèi)為合格產(chǎn)品，應(yīng)予保留，超出此范圍即為次品，應(yīng)予剔除，并自動(dòng)統(tǒng)計(jì)合格產(chǎn)品與次品數(shù)量。將拾取信號(hào)（誤差信號(hào)）與對(duì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)對(duì)比，如果在177。 3μ m 范圍內(nèi)，則合格產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)（ = +1），如果超出這個(gè)范圍，則次品自動(dòng)計(jì)數(shù)（ = +1），當(dāng)合格產(chǎn)品數(shù)與次品數(shù)只喝等于產(chǎn)品總數(shù)時(shí)，自動(dòng)退出檢測系統(tǒng)。電路設(shè)計(jì)流程如圖 4所示。 檢測理論與 應(yīng)用 課程設(shè)計(jì)（論文） 8 根據(jù)電感傳感器的工作原理，配合電氣控制電路，設(shè)計(jì)檢測電路。該電路分為機(jī)械控制和電氣測量兩個(gè)電路部分 。機(jī)械控制部分主要完成電感傳感器的選擇、滾珠的推動(dòng)與定位、氣缸和料箱翻板控制功能；電氣測量部分主要完成信號(hào)拾取、信號(hào)處理和執(zhí)行顯示功能。檢測過程中，可以采用數(shù)字示波器進(jìn)行輸出信號(hào)的動(dòng)態(tài)觀察和測量。滾珠的直徑分選器測控系統(tǒng)電路原理框圖如圖 5所示。 檢測理論與 應(yīng)用 課程設(shè)計(jì)（論文） 9 六、 機(jī)械控制部分設(shè)計(jì) 動(dòng)力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 鑒于設(shè)計(jì)要求能夠連續(xù)精密的測量滾珠直徑，即要求動(dòng)力機(jī)構(gòu)能不斷給測量機(jī)構(gòu)傳動(dòng)滾珠，這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有電氣傳動(dòng)和氣動(dòng)傳動(dòng)兩類。電氣傳動(dòng)不太平穩(wěn)，氣動(dòng)傳動(dòng)中的固定式氣缸傳動(dòng)適合精密測量，這里根據(jù)傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)性的要求，我們選用雙活塞桿雙作用 氣缸。 雙桿活塞缸活塞兩側(cè)都有活塞桿伸出，根據(jù)安裝方式不同又分為活塞桿固定式和缸筒固定式兩種。由于本次設(shè)計(jì)的儀器體積較小，我們采用缸筒固定式雙活塞桿氣壓缸。氣缸固定在底座上，位置固定。另外小型氣缸傳動(dòng)只能承受軸向力。要保證其穩(wěn)定工作，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)在送料桿的前進(jìn)方向增加滾針，以及水平方向加擋板限定其水平方向的位移，保證氣缸只受軸向力使其行程確定，保證將滾珠送到特定的位置。 氣缸所帶載荷（如工作臺(tái)）與氣缸兩活塞桿連成一體，壓縮空氣依次進(jìn)入氣缸兩腔（一腔進(jìn)氣另一腔排氣），活塞桿帶動(dòng)工作臺(tái)左右移動(dòng)，工作臺(tái)移動(dòng)范圍等于其有 效行程 S 的 3 倍