DE3431852A1 - Einrichtung zur messung eines drahtdurchmessers - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich, auf Einrichtungen zur kessung geometrischer Parameter langgezogener Erzeugnisse und betrifft insbesondere Einrichtungen zur Messung eines Drahtdurchmessers.

Die Erfindung kann unmittelbar in technologischen Prozessen bei der Drahtfertigung in der metallurgysehen, elektronischen und radiotechnischen Industrie angewendet werden.

Es ist eine Einrichtung zur Messung der Verschiebung eines Metallstabes bekannt, die sich aus einer Transformatorbrücke mit einem in diese geschalteten kapazitiven Dif-

ari einer ferentialumformer zusammensetzt, der aus einer^vAbschirmplatte befestigten Niederpotentialelektrode und zwei auf der Abschirmplatte mit einem Abstand voneinander befestigten Hochpotentialflächenelektroden (s. z.B. V.A. Acjukovskii "Kapazitive Wegumformer", Moskau, Leningrad, Verlag "Energi^a", 1966, S. 247) besteht.

In der genannten Einrichtung liegen die Hochpotentialelektroden der Niederpotentialelektrode gegenüber. Der Metallstab ist zwischen der Niederpotentialelektrode und den zwei Hochpotentialelektroden verschiebbar angeordnet.

Diese Einrichtung kann auch zur Bestimmung eines Drahtdurchmessers verwendet werden. Infolge der Befestigung der Niederpotentialelektrode auf der Abschirmplatte der genannten Einrichtung entsteht zwischen der Niederpotentialelektrode und der Abschirmplatte eine große schädliche Kapazität, und folglich tritt ein großer Meßfehler bei der Messung des Drahtdurchmessers auf, was eine Erniedrigung der Meßgenauigkeit nach sich zieht.

Es ist eine Einrichtung zur Messung eines Drahtdurchmessers bekannt, die einen Transformator und einen kapazitiven Differentialumformer enthält, die in einer Brückenschaltung liegen, deren einer Brückenzweig durch die Sekundärwicklung des Transformators und eine erste Hochpotentialelektrode und eine erste Niederpotentialelektrode des Umformers gebildet ist, zwischen denen ein zu messender Draht untergebracht ist und die auf den Flächen eines ersten

individuellen Rechteokgehäuses einander gegenüber liegen, deren anderer Brückenzweig durch die Sekundärwicklung des Transformators und durch eine zweite Hochpotentialelektrode und eine zweite Niederpotent ialelektrode des Umformers gebildet ist, zwischen denen ein Kompensationselement untergebracht ist und die auf den Flächen eines zweiten individuellen Rechteckgehäuses einander gegenüber liegen, dessen Fläche, auf der die zweite Niederpotentialelektrode des Umformers angeordnet ist, an der Fläche des ersten individuellen Rechteckgehäuses anliegt, auf der die erste Niederpotentialelektrode des Umformers angeordnet ist, und deren Diagonal zweig durch ein Meßinstrument (s. z.B. M.M. Gorbov, AAU Cyrlin, V.K. Fedotov, V.K. Jakob "System zur automatischen Bestimmung des Durchmessers einer stromleitender Faser", Zeitschrift "Mehanizacija i avtomatizacija proizvodstva" ("Mechanisierung und Automatisierung der Ecoduktion·¹), Nr. 4, Moskau, Verlag ^MMashinostroenie^M, 1976) gebildet ist.

In der genannten Einrichtung sind die Niederpotentialelektroden auf den anliegenden Flächen der individuellen Rechteckgehäuse befestigt und praktisch miteinander verbunden. Dies verursacht die Entstehung einer großen schädlichen Kapazität zwischen den Niederpotentialelektroden und den Flächen der Rechteckgehäuse und führt folglich zur Erniedrigung der Meßgenauigkeit bei der Bestimmung eines Drahtdurchmessers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Messung eines Drahtdurchmessers zu schaffen, in der die Niederpotentialelektroden samt.deren individuellen Rechteckgehäusen derart ausgeführt sind, daß es möglich wird, die Meßgenauigkeit bei der Bestimmung des Drahtdurchmessers wesentlich zu erhöhen.

Dies wird dadurch erreicht, daß in der Einrichtung zur Messung eines Drahtdurchmessers, die einen Transformator und einen kapazitiven Differential umformer enthält, die in einer Brückenschaltung liegen, deren einer Brüokenzweig durch die Sekundärwicklung des Transformators und eine erste Hochpotentialelektrode und eine erste Niederpotential-

elektrode des Umformers gebildet 1st, zwischen denen der zu messende Draht untergebracht ist und die auf den Flächen eines ersten individuellen Rechteckgehäuses einander gegenüber liegen, deren anderer Brückenzweig durch die Sekundärwicklung des Transformators und durch eine zweite Hochpotentialelektrode und eine zweite NiederpotentIaIelektrode. des Umformers gebildet ist, zwischen denen ein Kompensationselement untergebracht ist und die auf den Flächen eines zweiten individuellen Hechteckgehäuses einander gegenüber. liegen, dessen Fläohe, auf der die zweite .Niederpotentialelektrode des Umformers angeordnet ist, an der Fläche des ersten individuellen Rechteckgehäuses anliegt, auf der die erste Niederpotentialelektrode angeordnet ist, und deren Diagonal zweig durch ein Meß instrument gebildet ist, die erste und die zweite Miederpotentialelektrode des kapazitiven DifferentialUmformers gemäß der Erfindung als Ganzes in Form einer gemeinsamen Niederpotentialelektrode des Umformers ausgeführt sind und die anliegenden Flächen des ersten und des zweiten individuellen Hechteckgehäuses Fenster aufweisen, in denen diese gemeinsame Hiederpotentialelektrode liegt.

äs ist zweckmäßig, daß die anliegenden Flächen des er-. sten und des zweiten individuellen Hechteckgehäuses als Ganzes in Form einer gemeinsamen Fläche des ersten bzw. des zweiten individuellen Rechteckgehäuses mit einem Fenster ausgeführt sind und die gemeinsame Niederpotentialelektrode an diesem Fenster befestigt ist.

Diese konstruktive Ausführung der

Einrichtung zur Bestimmung eines Drahtdurchmessers gestattet es, die läeßgenauigkeit zu erhöhen. . .

Die Erfindung wird durch die nachstehende Beschreibung

konkreter Ausführungsbeispiele anhand beiliegender Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein elektrisches Prinzipsehältbild der erfindungsgemäßen Einrichtung zur^eiiies Drahtdurchmessers;

Fig. 2 individuelle Rechteckgehäuse der Einrichtung nach Fig. 1 (in perspektivischer Darstellung bei entfernter Vorderfläche);

Pig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2;

Pig. 4 eine andere Ausführungsform der individuellen Rechteck gehäuse der Einrichtung nach Pig. I (in perspektivischer Darstellung bei entfernter Vorderfläche); Pig, 5 den Schnitt nach der Linie V-V der Pig. 4.

.Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Messung eines Drahtdurchmessers enthält einen Transformator 1 (Pig.l) und einen kapazitiven Differentialumformer 2, die in Brückenschaltung liegen, die im weiteren eine Brücke genannt wird«

^D*e Primärwicklung 3 des Transformators 1 ist an einen. Generator 4 angeschlossen· Die Sekundärwicklung 5 des Transformators 1 bildet samt einer Hochpotentialelektrode 6 und einer Niederpotentialelektrode 7 einen Brückenzweig. Zwischen den Elektroden 6 und 7 ist ein zu messender Draht 8 angeordnet. Die Sekundärwicklung 5 des Transformators 1 bildet samt einer Hochpotential elektrode 9 und der Niederpotential elektrode 7 des Umformers 2 einen anderen Brückenzweig. Zwischen den Elektroden 7 und 9 liegt ein in der beschriebenen Ausführungsform der Einrichtung in Gestalt eines Kompensationsdrahtes hergestelltes Kompensationselement 10· Der Umformer 2 enthält also eine als Ganzes ausgeführte gemeinsame Niederpotentialelektrode 7 für die zwei Brückenzweige und die zwei Hochpotentialelektroden 6 und 9. Die Brückendiagonale ist duroh,.ain,Meßinstrument 11 gebildet,

einen MittelaDgrififaer ^a '

deren einer Eingang an ν Sekundärwicklung 5 des Transformators 1 und deren anderer Eingang an die gemeinsame Niederpotentialelektrode 7 gelegt ist·

Die Hoohpotentialelektroden 6 (Pig. 2) und 9 (Fig,3) sind an den Seitenflächen 12 und IJ entsprechender indi-

^O vidueller Rechteckgehäuse 14 und 15auf Isolierungsunterlagen 16 und 17 angeordnet. Die Seitenflächen 18 und 19 der Gehäuse 14 und 15 liegen gegenüber den Flächen 12 bzw. 13, liegen aneinander an, und in ihnen sind Fenster 20 und ausgeführt, in denen die gemeinsame Niederpotentialelektrode an Isolatoren 22 angeordnet ist. In den individuellen Gehäusen 14 und 15 liegen also einander gegenüber die Hochpotentialelektrode 6 und die gemeinsame Niederpotentialelektrodö 7 bzw. die gemeinsame Niederpotentialelektrode 7 und

- 7 die Hochpotentialelektrode 9.

In einer anderen Weiterbildung der Einrichtung zur Messung eines Drahtdurohmessers sind die anliegenden Seitenflächen erfindungsgemäß als Ganzes in Gestalt einer gemeinsamen Seitenfläche 23 (Fig. 4) individueller Rechteckgehäuse 24 bzw. 25 mit einem gemeinsamen Fenster 26 ausgeführt. Die gemeinsame Niederpotentialelektrode 7 (Fig.5) ist in diesem Fenster 26 angeordnet und daran mittels Isolatoren 27 befestigt.

Als Kompensat ionselement 10 (Fig. 4) dient in der beschriebenen Ausführungsform der Einrichtung eine Schraube, die auf dem Gehäuse 25 oben angeordnet ist und in dieses Gehäuse zwischen den Elektroden 7 (Fig. 5) und 9 in der Weise eingeschraubt wird, daß dies zu einer Kapazitätsänderung zwischen den Elektroden 7 und 9 führt.

In den beiden erfindungsgemäßen Auaführungsformen der Einrichtung ist in den Gehäusen 14 (Fig. 2) und 24 (Fig. 4) ein Schlitz 28 zur Einführung des zu messenden Drahtes 8 ausgeführt.

Die -Hochpotentialelektroden 6 (Fig.l) und 9 der erfindungsgemäßen Einrichtung sind langer ai_s die Niederpotentialelektrode 7 um mehr als das Doppelte des Abstandes zwischen den Hochpotentialelektroden 6 bzw. 9 und der Niederpotentialelektrode 7·

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Messung eines Drahtdurchmessers arbeitet wie folgt.

Die Sinusspannung des Generators 4 (Fig.l) wird dem. Transformator 1 und im weiteren dem kapazitiven Differentialumformer 2 zugeführt. Bei der Einführung des zu messenden Drahtes 8 in den Umformer 2 zwischen den Elektroden 6 und durch den Schlitz 28 (Fig. 2 und 3) wird die Brücke nach den Anzeigen des Meßinstruments 11 (Fig.l) abgeglichen, indem die Kapazität zwischen den Elektroden 7 und 9 mit Hilfe des Kompensationselementes 10 - eines Kompensationsdrahtes - abgeglichen wird, dessen Durchmesser dem des zu messenden Drahtes 8 gleich ist. Die Abweichung des Durchmessers des Drahtes 8 von dem des Vergleichsdrahtes wird nach dem Meßinstrument 11 festgestellt.

Die Mederpotentialelektrode 7 (Fig. 3) ist für die beiden Brückenzweige gemeinoam ausgeführt, in den Fenstern 20 und 21 der Gehäuse 14 und 15 untergebracht und an den Isolatoren 22 befestigt, was zu einer Verringerung der parasitären Kapazität zwischen der erstgenannten und den Rechteckgehausen 14 und 15 um mehr als eine Grösseriordnung führt und also die üies-^genauigkei t steigert.

Falls die Länge der iiochpoteritialelektroden 6 (Fig. 1) und 9 um einen den doppelten Abstand zwischen den Elektroden 6 bzw. 9 und 7 übersteigenden 7/ert grosser ale die Länge der Wiederpoteritialelektrode 7 gewählt ist, wird das Feld entlang der Jiederpotentialelektrode 7 praktisch planparallel verlaufen, denn das Potential der Brücke ist dem Gehäuse 14 (Fig. ?) und 15 gleich, weshalb die bestimmung des Durchmessers des Drahtes d auf einem Abschnitt des Drahtes d vorgenommen wird, der der Länge' der Niederpotentialelektrode 7 gleich ist. Dies hat auch eine Kr höhung der ivtessgenauigkeit für den Durchmesser des Drahtes α zur Folge.

Die Arbeitsweise der Hinrichtung nach Fig. 1, 4 und 5 ist analog der der Einrichtung nach Fig. 1, 2 und

Der Unterschied besteht darin, dass Jie .Brücke nach den Anzeigen des Llessinstrumexites 11 (Fig. 1) durch Ein- bzw. Herausschrauben des Kompensationselementes 10 (Fig. 4) - einer Schraube - abgeglichen wird. Die hohe Geschwindigkeit und Genauigkeit der durch die erfindungsgemässe !einrichtung vorgenommenen Messung eines Drahtdurchme^sers gestatten es, die Qualität des hergestellten Drahtes wesentlich zu erhöhen, die Iviesszeit zu reduzieren und die Leistung der Dz-ahtfertigungseinrichtung zu steigern.

- Leerseite -

Claims (2)

-..no-Pro:! svoästvo?:nor;o Obicläner la ''lürunavto^ai \'-r" EINRICHTUNG ZUR MBSSUKa EIIJES DRAHTDURCHMESSERS ... PATENTANSPRUCHS

1. Einrichtung zur Messung eines Drahtdurchmessers, die
- einen Transformator (1) und

- einen kapazitiven Differentialumformer (2) enthält, die in einer Brückenschaltung liegen,

- deren einer Brückenzweig durch die Sekundärwicklung (5) des Transformators (1) und eine erste Hochpotentialelektrode (6) und eine erste Iiiederpotentialelektrode, des Umformers (2) gebildet ist, zwischen denen der zu messende Xteaht (S) untergebracht ist und die auf den Flächen (12, 18) eines ersten individuellen Rechteckgehäuses (14) einander gegenüber liegen,

- deren anderer Brückenzweig durch.die Sekundärwiok- lung (5) des Transformators (1) und durch eine zweite Hochpotentialelektrode (9) und eine zweite Niederpotentialelektrode des Umformers (2) gebildet ist, zwischen denen ein Kompensationselement (10) untergebracht ist und die auf den Flächen (13i 19) eines zweiten individuellen Rechteckgehäuses (15) einander gegenüber liegen,dessen Fläche (19), auf der die zweite Niederpotentialelektrode des Umformers (2) . angeordnet ist, an der Fläche (18) des ersten individuellen

Rechteckgehäuses (14) anliegt, auf der die erste Niederpotentialelektrode angeordnet ist, und

- deren Diagonal zweig durch ein Meß instrument (11) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

- die erste und die zweite Niederpotentialelektrode des kapazitiven DIfferntialumformera (2) als Ganzes in Form einer gemeinsamen Niederpotentialelektrode (7) des Umformers (2) ausgeführt sind und

- die anliegenden Flächen (18, 19) des ersten (14) und des zweiten individuellen Hechteckgehäuses (15)

- Fenster (20, 21) aufweisen, in denen diese gemeinsame Niederpotentialelektrode (7) liegt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g ek e nn ze i c h η e t, daß

- die anliegenden Fläohen des ersten (24) und des zweiten individuellen Rechteckgehäuses (25) als Ganzes in Form einer gemeinsamen Fläche (23) des ersten (24) bzw. des zweiten individuellen Hechteckgehäuses (25) mit einem Fenster (26) ausgeführt sind und

- die gemeinsame Niederpotentialelektrode (7) in diesem Fenster (26) befestigt ist.