Меню

Метод трех измерений это



Метод трех измерений это

Евгений Иванов, сопредседатель проблемного комитета «Электробезопасность» Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности, д. т. н., профессор кафедры безопасности жизнедеятельности СПГЭТУ «ЛЭТИ»,Анатолий Дьячков, инженер-электрик

Физическая природа сопротивления изоляции электротехнических изделий и электроустановок была раскрыта в статье «Электроустановкам необходимо обеспечить электробезопасность» («Новости электротехники» № 4/10).Теперь рассмотрим методы измерения сопротивления изоляции.

Сопротивления изоляции распределены по сети. Обычно оперируют значениями эквивалентных величин. Вследствие этого линии связи между токоведущими частями и корпусом, показанные в упомянутой статье на схемах замещения (рис. 2), и соответствующие им подключения элементов к фазам (полюсам) сети и земле в природе отсутствуют. Поэтому измерить значение сопротивления изоляции непосредственным подключением какого-либо прибора к схемным линиям связи не представляется возможным. По этой причине обычно используют косвенные методы измерений — активные (с применением вспомогательного источника напряжения) или пассивные (с использованием рабочего напряжения сети в качестве оперативного напряжения).
В сетях с заземленной нейтралью выполняют периодический контроль при снятом рабочем напряжении, а в сетях, изолированных от земли, согласно п. 1.6.12 Правил устройства электроустановок — автоматический контроль под рабочим напряжением.
Представление о значении сопротивления изоляции дает лишь сила тока в измерительной цепи в установившемся режиме, так как в первые моменты после приложения измерительного напряжения, а также при каждом изменении структуры и состава сети (например, при подключении новых электроприемников) в измерительной цепи протекают токи переходных режимов, обусловленные перезарядом емкости полюсов сети относительно корпуса или зарядом емкости подключаемого участка сети. Кроме того, на результат измерений оказывает влияние рабочее напряжение электроустановки.
Правильный результат может быть получен лишь при соответствии принятого метода измерений параметрам контролируемой сети. Без соблюдения этого условия в одной и той же сети при измерении различными средствами могут быть получены данные, противоречащие одни другим.

Измерения при снятом рабочем напряжении
При снятом рабочем напряжении применяют метод наложения постоянного напряжения. Измерительный прибор — переносной либо щитовой мегаомметр И- содержит источник постоянного напряжения Е и миллиамперметр А (рис. 1).

Рис. 1. Измерение при снятом рабочем напряжении

Один полюс прибора (обычно положительный) подключается к токоведущей части (например, к клемме 1), а второй полюс — к корпусу проверяемого электротехнического изделия.
В установившемся режиме после заряда емкостей С1 и С2 относительно корпуса ток Iизм, протекающий под действием источника Е, на полюсе 1 разветвляется: его часть I’изм протекает через эквивалентное сопротивление изоляции R1 полюса 1, а другая часть I’’изм – через сопротивление нагрузки RН и эквивалентное сопротивление изоляции R2 полюса 2. Далее ток протекает по корпусу и суммируется в цепи миллиамперметра А.
Силу тока Iизм определяет выражение:

где Rвн – внутреннее сопротивление мегаомметра (миллиамперметра, источника измерительного напряжения и добавочного сопротивления Rд), R – эквивалентное сопротивление изоляции. Строго говоря, в последнем следовало бы учесть сопротивление Rн, но обычно Rн >R выражение (4) будет совпадать с предыдущим.
Такой способ контроля (с использованием двух вольтметров) ранее применялся для индикации однополюсных снижений сопротивления изоляции и однополюсных замыканий на землю. Вольтметр, соответствующий полюсу с меньшим сопротивлением изоляции, имеет меньшее показание (зачастую вместо вольтметров включали две лампы накаливания).
Пользуясь результатами измерения напряжений U’ и U’’, определить величины сопротивлений R1 и R2, соответственно и значение эквивалентного сопротивления изоляции сети R, не представляется возможным, так как система уравнений (4) неполная: эквивалентная схема состоит из трех контуров, в то время как сама система содержит только два уравнения. Чтобы ее все-таки можно было разрешить, в сеть вносят нормированные искажения.
При включении вольтметра V по схеме рис. 3,б меняется эквивалентное сопротивление между положительным полюсом сети и землей (за счет шунтирования сопротивления изоляции R1 внутренним сопротивлением вольтметра r). Оно становится равным:

Так как при этом сопротивление между отрицательным полюсом сети и корпусом не изменится, то уменьшается напряжение между положительным полюсом и землей: U1 U’’). При измерении по схеме рис. 3,в аналогично получаем: U2 >R (например, при измерении ламповым, цифровым или электростатическим вольтметром), то при подключении вольтметра в сеть вносятся несущественные искажения, так как сопротивления между полюсами сети и землей практически не изменяются. Как следствие этого получаем U1+U2 =U. Соответственно нулевыми будут результаты при расчетах по формуле (3).
Наибольшая точность измерений достигается при выполнении следующего соотношения:
r =0,8R, при котором U1+U2= 0,44U. Обычно рекомендуется выбирать вольтметр с внутренним сопротивлением, приблизительно равным измеряемому сопротивлению изоляции.
Изложенное справедливо не только для силовых сетей, но и для низковольтных систем автоматики. В последних опасно выполнять контроль сопротивления изоляции с использованием щитовых мегаомметров, содержащих источник измерительного напряжения 100-150 В. Под действием этого источника при определенных условиях могут выйти из строя комплектующие систему полупроводниковые приборы и микросхемы.
Этот метод прост в выполнении и доступен, так как не требует применения специальной аппаратуры. Однако он имеет и ряд недостатков, связанных с необходимостью выполнения вычислений.
Опыт показывает, что целесообразна подмена расчетов по формуле (3) работой с соответствующими номограммами. В качестве примера на рис. 4 приведена номограмма, предназначенная для определения значения сопротивления изоляции сетей постоянного тока напряжением от 150 до 600 В.
Номограмма имеет три шкалы – рабочего напряжения U, суммы напряжений полюсов сети относительно корпуса U1+U2 и искомого значения сопротивления изоляции R. Порядок работы с номограммой таков: к точкам шкал U и U1+U2, соответствующим полученным результатам измерений, прикладывается линейка; искомое значение считывается по шкале R. В практической деятельности не всегда имеется в наличии вольтметр с предусмотренным номо-граммой значением внутреннего сопротивления. Поэтому на рис. 5 приведена номограмма, пригодная для работы с различными типами вольтметров. Она состоит из двух параллельных шкал (U1 + U2 и R) и бинарного поля с координатами «напряжение сети – внутреннее сопротивление вольтметра». Работа с такой номограммой также не составляет труда.

Читайте также:  Формула закона кулона единица измерения

Продолжение в следующем номере: методы измерения в сетях переменного тока и двойного рода тока.


Рис. 4. Номограмма для определения сопротив ления изоляции сетей постоянного тока напряжением от 150 В до 600 В при измерении вольтметром с внутренним сопротивлением 100 кОм

Рис.5. Номограмма для определения сопротив ления изоляции сетей постоянного тока напряжением от 150 В до 600 В при измерении вольтметром с внутренним сопротивлением от 50 до 200 кОм

© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Источник

Измерение среднего диаметра резьбы методом трех проволочек

Методы измерения резьбы

Измерение резьбы, прежде всего, подразумевает измерение диаметров, шага и формы поверхности. С этой целю применяют и специальные, и универсальные инструменты. Необходимый измерительный прибор выбирается в зависимости от вида резьбы, а также от ее точности. Сначала контролируются средний диаметр, шаг, форма профиля, после этого производят контроль внутреннего и внешнего диаметра.

Измерение резьбового шага

Определение шага производят, используя штангенциркуль или линейку. При этом определяют длину нескольких шагов и делят ее на число шагов .Шаг на внутренней и внешней резьбе определяют при помощи резьбомера. Каждая пластинка указывает на величину шага. Пластинки выбирают так, что зубья плотно входили в резьбу. Это позволяет шагу совпасть с шагом на пластине.

Средний диаметр

Замеры среднего диаметра резьбы выполняются при помощи резьбового микрометра. Важно использовать разные комплекты наконечников (один с конусом, а другой с вырезом) необходимого размера. Предел применения указан на самих средствах измерения. К примеру, маркировка М 3—5 означает, что комплект позволяет измерить детали с шагом резьбы в 3; 3,5; 4; 4,5,5 мм.

Профиль резьбы

Измерение резьбы по профилям производится особым микроскопом и контролируется профилями. Нормальным кольцом с резьбой меряют внешний диаметр резьбы . На винт навинчивают кольцо, которое показывает точность резьбы покачиванием. Диаметр внутри координируют, используя стандартную пробку с резьбой. Ее выступающий гладкий конец служит и нструментом контроля диаметра резьбового отверстия.

Читайте также:  Достоверность измерения маркетинговой информации

Проверка резьбовыми калибрами

Резьбовыми калибрами проверяют точность резьбовых соединений. Внутреннюю резьбу измеряют посредством специальной пробки, п роходной конец которой должен войти в отверстие с резьбой на всю длину . Конец непроходной включает в себя 2-3 витка профиля, он не ввинчивается внутрь отверстия. Резьба снаружи контролируется при помощи колец, которые навинчиваются на винт и зажимающихся регулируемой скобой.

Проверка с помощью КИМ

Контрольно-измерительная машина — непревзойденный инструмент измерений деталей на производстве. Это специально разработанный агрегат, который позволяет сканировать поверхности деталей и передавать координаты на блок управления посредством щупа. Измерения с использованием КИМ могут проводиться и по шести осям. В приборостроении востребована разработанная специалистами ООО «Лапик» измерительная машина с шестью осями.

Как измерить резьбу

Любое резьбовое соединение образуется двумя элементами, один из которых имеет внутреннюю, а второй — наружную резьбу, например, болт и гайка, винт и монтажное отверстие в соединяемых деталях и т. д. Чтобы получить плотное и качественное соединение, геометрические параметры внутренней и наружной нарезки должны точно совпадать.

К основным таким параметрам относятся:

Поэтому при подборе крепежа для выполнения монтажных работ часто возникает вопрос, как измерить резьбу. Измерение диаметра и глубины нарезки обычно не представляет сложности. Более сложной задачей будет измерить шаг резьбы, а неправильный подбор деталей по этому параметру либо вообще не позволит закрутить их, либо значительно ухудшит качество соединения, сделав его фактически непригодным к эксплуатации.

Методы и приборы для контроля параметров резьбы

Контроль резьбы представляет собой комплекс процедур по измерению важных характеристик нарезки. Для эффективного измерения параметров резьбы необходимо правильно определить методы и средства контроля. Во время контроля основных параметров нарезания чаще всего применяются методы трёх проволочек, средствами контроля выступают измерительные приспособления с индикаторами и микрометры. Существует 2 основных способа контроля резьбы:

Измерение шага резьбы без резьбомера

Детали с наружной нарезкой

Часто необходимость определения шага резьбы возникает эпизодически, на один раз. И, конечно, в такой ситуации под рукой не оказывается резьбомера, а покупать его для разовых измерений не имеет смысла. Полезным будет узнать, как измерить шаг резьбы линейкой или штангенциркулем. Эти измерительные инструменты позволяют достаточно легко определить нужный параметр.

Проще всего измерить резьбу болта или другой детали с наружной нарезкой. При измерении метрической резьбы рекомендуется в первую очередь приложить линейку к детали с резьбой и постараться совместить миллиметровые деления ее шкалы с вершинами гребней резьбового профиля. Если они совпадают, значит, шаг составляет 1 мм. В противном случае придется провести несколько более сложные измерения.

Для определения шага резьбы нужно посчитать количество витков на участке стержня определенной длины, например, 10 мм или 20 мм. Для получения более точного результата рекомендуется проводить замеры на участке 20 мм. Необходимую длину отмеряют, приложив к стержню болта линейку, или при помощи штангенциркуля. Более точно будет измерить шаг резьбы болта штангенциркулем. На отмеренном участке подсчитывают количество витков. После этого длину участка необходимо разделить на полученное количество витков за минусом одного витка. В результате получаем значение шага резьбы.

При определении шага дюймовой нарезки необходимо отмерить длину стержня равную одному дюйму (25,4 мм). Для точности замера лучше использовать линейку или штангенциркуль с дюймовой шкалой. Количество витков на этом участке и будет шагом резьбы. Если длина резьбового участка меньше одного дюйма, то определить число витков нужно на участке в полдюйма (12,7 мм), после чего полученный результат умножить на 2.

Детали с внутренней нарезкой

Существует два способа, как измерить резьбу гайки или другой детали с внутренней нарезкой без резьбомера. Первый способ предусматривает подбор точно подходящего ответного болта с последующим измерением шага его резьбы. Если подобрать ответный болт не получается, то нужно воспользоваться полоской бумаги (это и есть способ № 2).

Читайте также:  Методы измерения внутрибрюшное давление

Ее следует прижать к резьбе так, чтобы на бумаге остался отпечаток профиля. Улучшить видимость рисок можно, проведя по граням маркером. После этого на бумаге нужно отметить линейкой расстояние между крайними рисками и посчитать количество витков. Затем полученное расстояние делят на количество витков минус один виток. Вместо бумаги для измерений по этому способу можно использовать карандаш, спичку или другое изделие из мягкой древесины подходящего размера, которое прижимают к резьбе.

Виды микрометров по области применения

По области применения выделяют следующие виды микрометров.

Гладкие микрометры

Их обычно применяют для измерения плоских и крупных предметов. Чаще всего при помощи таких микрометров определяют диаметры деталей и их сечения.

Фотография №1: гладкий микрометр

Микрометры-нутромеры

Основная задача таких приборов — измерение внутренних диаметров изделий. Такие микрометры чаще всего применяют в токарном деле для контроля изменения внутренних диаметров деталей в процессе обработки.

Фотография №2: микрометр-нутромер

Микрометры для горячего проката

Это специализированный инструмент, по внешнему виду и конструкции значительно отличающийся от традиционных измерительных приборов данного типа. Этот микрометр имеет колесо с разметкой. С его помощью измеряют толщины изделий при их прокатывании через щипцы.

Фотография №3: микрометр для горячего проката

Микрометры для измерения расстояния между зубцами (зубомеры)

Эти приборы имеют специальные конические насадки, предназначенные для измерения ширины пазов, а также размеры зубчатых колес или шестеренок. Инструменты калибруют по деталям, имеющим эталонные размеры.

Фотография №4 микрометры для измерения расстояния между зубцами (зубомеры)

Двухшкальные микрометры

Такие микрометры еще называют предельными. Предназначены для измерения габаритов сложных деталей.

Фотография №5: двухшкальные микрометры

Трубные микрометры

Основные задачи таких микрометров — измерение толщин труб и их износа. Такими приборами чаще всего пользуются при проверках представители управляющих компаний.

Фотография №6: трубные микрометры

Отличительная черта таких микрометров — наличие специальных насадок, позволяющих измерять бугристые и неровные поверхности. Это актуально, если трубы, к примеру, покрылись ржавчиной.

Резьбомерные микрометры

Имеют специальные насадки для измерения глубины дюймовых и метрических резьб.

Фотография №7: резьбомерный микрометр

Микрометры для измерения толщин листов

С их помощью измеряют толщины заготовок из листовых материалов (металлопрокат, полипропилен и пр.). Могут иметь узкие и удлиненные насадки. Изделия первого типа предназначены для измерения узких листов, а второго — вытянутых и широких.

Фотография №8: микрометр для измерения толщин листов

Канавочные микрометры

Имеют специальные щупы. Их вставляют в канавки, углубления, отверстия и ямы для измерения их габаритов.

Фотография №9: канавочный микрометр

Проволочные микрометры

Эти узкоспециализированные приборы предназначены для измерения диаметров шариков в подшипниках и проволок.

Фотография №10: проволочный микрометр

Призматические микрометры

С поомощью таких микрометров измеряют, к примеру, такие инструменты, как лезвия и ножи.

Фотография №11: призматический микрометр

Измерение среднего диаметра резьбы

Контроль среднего диаметра нарезки осуществляется микрометром. Главными комплектующими этого инструмента являются сменные наконечники, которые вставляются в отверстие винта. Этот измерительный прибор предоставляет наиболее точные измерения резьбы.

Если для работы необходимы лишь усреднённые значения диаметра резьбы, то можно применить специальное приспособление – кронциркуль. Его устройство представлено шариковыми наконечниками, размеры которых должны соответствовать типу и шагу резьбовых соединений. Наконечники кронциркуля ставятся по резьбовому калибру, выдавая средний размер диаметра. После этого необходимо проделать аналогичные действия и с боковыми сторонами детали. Для проверки полученных результатов используются резьбовые скобы. Оценка точности диаметра проводится по принципу сравнения полученной резьбы с исходным шаблоном.

Если требуется произвести контроль среднего диаметра маленькой длины, состоящей максимум из 2 витков, то мастера пользуются методом, в котором задействованы 2 проволочки. Этот способ измерения резьбы отличается тем, что на противоположные выступы и впадины резьбы накладываются проволоки, диаметр которых является табличной единицей. Расстояние между концами проволочек показывает число среднего диаметра детали. Для каждого класса точности выпускаются отдельные проволоки, создающиеся по ГОСТу 2475-88. Во время определения конечных чисел необходимо учитывать возможные погрешности, потому что 2 проволоки не позволяют получить максимально точные значения.

Источник