Czujniki pomiarowe – rodzaje i zastosowanie

Czujnik zegarowy jest bardzo popularnym urządzeniem pomiarowym, wykorzystywanym najczęściej w warsztatach produkcyjnych oraz laboratoriach. Pomimo, że jest to niewielkie urządzenie o prostym działaniu, znajduje zastosowanie w wielu przypadkach, gdyż jest idealnym narzędziem do kontroli. Na początek przyjrzyjmy się bliżej budowie czujnika.

1. Budowa czujnika zegarowego

W analogowej wersji urządzenia, podstawowym elementem jest przekładnia zębata. To dzięki niej wskazówka tarczy zegara - wyposażona w skalę oraz podziałkę – wykonuje kilka obrotów w całym zakresie pomiarowym. Najczęściej spotykana podziałka  wynosi 0,01 mm, lecz występują również czujniki o większej dokładności 0,001 mm (mikronowe). Tarcza zegara, która może mieć różne wymiary, w większości czujników jest ruchoma, dzięki czemu możemy nią dowolnie obracać. Większość tego typu urządzeń posiada dodatkowo wskaźniki tolerancji oraz śrubę blokującą, a także możliwość wymiany końcówki.

2. Rodzaje czujników pomiarowych

Wszystkie czujniki pomiarowe możemy podzielić na dwie podstawowe grupy: zegarowe (analogowe) oraz elektroniczne.

• W czujnikach jedną z występujących najważniejszych różnic, jest podziałka. Jak już wspomnieliśmy wcześniej, standardowa podziałka wynosi 0,01 mm (zobacz tutaj), natomiast równie często występuje dokładniejsza podziałka mikronowa 0,001 mm (zobacz tutaj), która sprawdzi się przy bardziej precyzyjnych pracach.

• Równie popularnym czujnikiem jest tzw. diatest lub inaczej pupitas, czyli czujnik dźwigniowo-zębaty. Posiada ruchomą końcówkę, wykonaną zazwyczaj ze stali lub węglika. Umożliwia pomiar w obu kierunkach i występuje w wersji pionowej oraz poziomej.

• Kolejnym typem jest czujnik 3D, który charakteryzuje się izolowaną końcówką. Dzięki zastosowaniu go do frezarek i drążarek, możliwe jest zredukowanie bicia praktycznie do zera oraz ustawienie osi wrzeciona na obrabianym przedmiocie.

• Następny rodzaj, to czujnik precyzyjny – mikrokator, który charakteryzuje się szczególną dokładnością, dzięki zastosowaniu mechanizmu sprężynowego.

• Jednym z najmniej popularnych rodzajów jest czujnik z prostopadłym trzpieniem. Pozwala on przede wszystkim na wygodny pomiar w przypadku, gdy ułożenie kontrolowanego przedmiotu nie pozwala nam na użycie tradycyjnego czujnika.

3. Zastosowanie czujników pomiarowych

Głównym zastosowaniem czujników zegarowych, jest sprawdzenie wszelkich nieprawidłowości geometrycznych detali. Dzięki tym urządzeniom możemy kontrolować kolistość elementów, a także ich płaskość i równoległość płaszczyzn. Przydatne w tym przypadku są znaczniki tolerancji, które pomagają nam ustalić limit tolerancyjny dla kontrolowanego obiektu.

Ze względu na wygodę użytkowania, czujniki stały się jednymi z najczęściej wykorzystywanych sprzętów do kontroli bicia wrzeciona w takich urządzeniach jak np. tokarka. Przy pomocy maszyny z zamocowanym obrotowo sprawdzanym elementem, kontrola detalu staje się wygodną i prosta czynnością. Ustawiamy wtedy za punkt odniesienia wymiar nominalny, który uzyskujemy przy użyciu płytek wzorcowych, o których pisaliśmy szerzej w artykule Płytki wzorcowe - czym są i do czego służą?

Bardzo częstym zastosowaniem jest wykorzystanie czujników w średnicówkach dwupunktowych i trójpunktowych.

Czujniki mają również zastosowanie jako głębokościomierz, po uprzednim zastosowaniu specjalnego mostka.

Wykorzystanie czujników zegarowych sprawdzi się wszędzie tam, gdzie w grę wchodzi kontrola powierzchni, lub ustawienie osiowe. W tym przypadku ograniczać może nas tylko wyobraźnia.

4. Jak mierzyć czujnikiem zegarowym?

Pomiar przy pomocy czujnika zegarowego jest jedynie pomiarem pośrednim. Oznacza to, że nie uzyskujemy wartości wielkości mierzonej, a jedynie odchyłkę od ustawionego wcześniej wymiaru wzorcowego zero. Jak zatem dokonać kontroli za pomocą czujnika zegarowego? Poniżej opisujemy użycie czujnika na przykładzie sprawdzenia dowolnego detalu.

1. Czujnik zamocuj na stabilnym statywie np. magnetycznym.

2. Ustaw go w pozycji wyjściowej przy pomocy wzorca tak, aby wskazówka była skierowana na zero.

3. Określ granice tolerancji odchyłki przy pomocy znaczników na tarczy.

4. Następnie unieś trzpień pomiarowy i umieść sprawdzany detal pod końcówką czujnika.

5. Jeśli skontrolowany element mieści się w określonej skali tolerancji, oznacza to jej prawidłowy wymiar detalu. Natomiast, jeśli wskazówka znajduje się poza znacznikami, wskazuje to na nieprawidłowy wymiar kontrolowanego elementu.

5. Przydatne akcesoria

Jak każde urządzenie, czujnik zegarowy często wymaga dodatkowych akcesoriów, aby ułatwić nam pracę. Jednym z najczęściej stosowanych i znacznie ułatwiających zadanie, jest statyw magnetyczny, który pozwala na bezpieczne i nieruchome zamontowanie czujnika. Zamocowanie czujnika na podstawie jest ważne szczególnie w przypadku bardzo precyzyjnych prac i pomiarów, ponieważ pozwala zniwelować błąd oczytu.

Kolejnym równie ważnym akcesorium do czujników typu pupitas są uchwyty. Występują one w dwóch rodzajach: prostym i wygiętym, dla wygody kontroli.

Podczas pomiarów równie często zachodzi potrzeba wymiany końcówki pomiarowej czujnika. Ze względu na szeroki wybór końcówek pomiarowych na rynku, czujnik możemy dopasować do praktycznie każdej mierzonej powierzchni.

Dodatkowo do końcówek możliwe jest zastosowanie przedłużki, co pozwala na pracę czujnika przy większym dystansie.

Podsumowując, czujniki zegarowe to urządzenia, które pozwalają na wszechstronne zastosowanie. Służąc jako narzędzie do kontroli, pozwalają na użycie w niemal każdej gałęzi przemysłu.