DE3427351A1

DE3427351A1 - Verfahren zur bestimmung des durchmessers eines drahtes

Info

Publication number: DE3427351A1
Application number: DE19843427351
Authority: DE
Inventors: Valentin Ivanovi&ccaron; Barnaul Gor&scaron;enev; Michail Michailovi&ccaron; Barnaul Gorbov; Michail Grigorievi&ccaron; Leningrad Strunsky
Original assignee: BARNAULSKIJ OK B AVTOMATIKI
Current assignee: BARNAULSKIJ OK B AVTOMATIKI
Priority date: 1984-06-29
Filing date: 1984-07-25
Publication date: 1986-02-06
Also published as: CH664217A5; FR2566894A1; FR2566894B1; DE3427351C2

Description

BESGHRBIBUMi

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Messung verschiedener geometrischer Parameter von langgestreckten Erzeugnissen und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers eines Drahtes.

Die Erfindung kann unter Lab orbedingungen zur Kontrolle des Drahtdurchmessera und in den Industriezweigen, wie sie beispielsweise Hütten-, Funk-, elektronische Industrie sind, zur Bestimmung des Durchmessers eines Drahtes bei des- sen Herstellung verwendet werden.

Zur Zeit wird der Drahtdurchmesser, beginnend bei einigen wenigen ^m, in einem Gewichtsverfahren gemessen, bei dem ein bestimmtes Drahtstück genommen und

mittels einer Torsionswage gewogen wird, und darauf 3-5 aus dem Gewicht der Drahtlänge und der Werkstoffdichte

der Durchmesser des genannten Drahtstücks ermittelt wird.

Beginnend bei 300 nm und mehr wird der Drahtdurch-

v messer mit einem Kontaktverfahren mit Hilfe von Optikatoren, Mikrokatoran und Mikrometern bestimmt. Bei der Ermittlung des Drahtdurchmessers im Gewichtsverfahren wird die Kenntnis der Sichte des Materials vorausgesetzt, die gegenwärtig nur bei Blöcken bzw. Barren bestimmt wird, was der Dichte des Materials des Drahtes nicht entspricht. Bei der Messung im Kontaktverfahren kann die Messung mit einem Fehler von ca. 0,05/,m vorgenommen werden, wobei der zu messende Draht eine Verformung erleidet, die praktisch nicht zu erfassen ist.

Es ist ein kapazitives Verfahren zur Feuchtigkeitsmessung bei einem Blechmaterial nach dessen Dielektrizitätskonstante bekannt, das darin besteht, daß die Kapazität eines in Form eines Plattenkondensators ausgeführten Wandlers mit einem zwischen dessen Elektroden angeordneten Prüfling aus Blechmaterial gemessen wird, worauf der Prüfling entfernt und die eine Elektrode des Wandlers an die andere angenähert wird, bis der Wert der Anfangskapazität erreicht worden ist, der dem Kapazitätswert des Wandlers mit dem Prüfling gleich ist, und nach dem Abstand zwischen den Elektroden die Feuchtigkeit des zu messenden

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Materials (s.z.B. M.A. Berliner ¹¹Fe uoht igke it sme ssung", Moskau, Verlag "Energiea", 1973ι 3· 86) beurteilt wird.

Dieses Verfahren kann auch zur Bestimmung des Drahtdurchmessers verwendet werden. Falls das genannte Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers eines Drahtes angewendet wird, entsteht ein erheblicher Fehler in den Messungen wegen des großen Anfangskapazitätswertes des Wandlers, es tritt auch eine Nichtlinearität in der aufzunehmenden Kennlinie des Wandlers auf, die eine niedrige Meßgenauigkeit bei der Bestimmung des Drahtdurchmessers verursacht.

las ist auch ein Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers von Walzmaterial bekannt, das in einem Vergleich von Teilkapazitäten des zwischen den Elektroden eines Wandlers liegenden Walzmaterials mit einer Primärkapazität des genannten Wandlers (s. z.B. die DL-PS 32032, Klasse 42 b 12/03) besteht.

Das genannte Verfahren kann auch zur Bestimmung des Durchmessers eines Drahtes herangezogen werden. In diesem Fall entsteht aber ein erheblicher Fehler in den Messungen, der durch die Notwendigkeit, die Kapazität des Wandlers zu messen, bedingt ist, es tritt auch eine-Nichtlinearität in der aufzunehmenden Kennlinie des Wandlers auf, die eine niedrige Meß genau iß ke it bei der Bestimmung des Draht durchmessers verursacht.

Bs wurde ein Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers eines Drahtes vorgeschlagen, das darin besteht, daß zwischen zwei gleichen elektrisch verbundenen Elektroden eines Wandlers symmetrisch zu ihnen ein zu messender Draht angeordnet wird, der mit diesen einen Kondensator bildet, der seinerseits mit der Sekundärwicklung eines Transformators einen Brückenzweig bildet, und nach einem der Brückenparameter der Drahtdurchmesser (s. beispielsweise das Sammelwerk "Messungen, Überwachnung, Automatisierung", Moskau, 1978, H. 3,S.19 bis 24, A.L. Groholskii, M.M. Gorbov, M.G. Strunskii, V.K. Fedotov "Moderne Mittel zur Bestimmung von Quermaßen elektrisch leitender Fäden") bewertet wird.

Bei Verwendung des genannten Verfahrens entsteht ein erheblicher Fehler bei der Bestimmung des Drahtdurchines-

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sera, der durch die Notwendigkeit, die Kapazität des Wandlers zu messen, bedingt ist, es tritt auch eine Nichtlinearität in der aufzunehmenden Kennlinie des Wandlers auf, die eine niedrige Meßgenauigkeit bei der Bestimmung des Drahtdurchmessers verursacht.

Der Erfindung.liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers eines Drahtes zu entwickeln, bei dem die Brücke in der Weise abgeglichen wird, daß es möglich wird, die Meßgenauigkeit bei der Bestimmung des Drahtdurchmessers zu erhöhen und eine lineare Kennlinie zur Umwandlung der zu messenden Kapazität

in den Wert des Drahtdurchmessers zufielen. Dies wird dadurch erreicht, daß in dem Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers eines Drahtes, bei dem zwischen zwei gleichen elektrisch verbundenen Elektroden eines Wandlers symmetrisch zu ihnen ein zu messender Draht angeordnet wird, der mit diesen einen Kondensator bildet, der seinerseits mit der Sekundärwicklung eines Transformators einen Brückenzweig bildet, gemäß der Erfindung vor der Anordnung des zu messenden Drahtes zwischen den Elektroden des Wandlers zwischen diesen Elektroden symmetrisch zu ihnen ein Vergleichsdraht vorgegebenen Durchmessers angeordnet wird, der mit diesen einen Kondensator bildet, und die Brücke abgeglichen wird, worauf nach der An-Ordnung des zu messenden Drahtes zwischen den Elektroden des Wandlers die Brücke durch Verschiebung der Elektroden des Wandlers oder durch Verschiebung der einen der Elektroden des Wandlers und des zu messenden Drahtes erneut abgeglichen und nach dem .Elektrodenabstand der Durchmesser des zu messenden Drahtes bewertet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers eines Drahtes gestattet es, die Meßgenauigkeit bei der Bestimmung des Drahtdurchmessers zu erhöhen und die Qualität des hergestellten -Drahtes zu verbessern.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von konkreten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegte Zeichnung näher erläutert, in der eine elektrische Prin-

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zipschkltung der Einrichtung zur Bestimmung des Durchmessers eines Drahtes dargestellt ist, die das erfindungsgemässe Verfahren zur Bestimmung des Durcnmessers eines Drahtes realisiert.

Die das erfindungsgemässe Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers eines Drahtes realisierende Einrichtung zur Bestimmung des Drahtdurchmessers enthält zwei gleiche elektrisch verbundene Elektroden 1 und 2 eines 7/andlers, von denen die eine Elektrode 2 mit einem Nullindikator 3 und mit einem Abstimmkondensator 4 verbunden ist, die ihrerseits mit der Sekundärwicklung des Transformators 5 gekoppelt sind, dessen Primärwicklung mit einem Generator 6 in Verbindung steht.

Zwischen d.en Elektroden 1 und 2 werden ein mit der Sekundärwicklung des Transformators 5 elektrisch verbundener kalibrierter liessdraht 7 vorgegebenen Durchmessers oder ein zu messender Draht 8 angeordnet, der schematisch in der Zeichnung gestrichelt angedeutet und mit der Sekundärwicklung des Transformators 5 auch elektrisch verbun-

den ist. '

Es wird also eine Brücke tf.ebilriet, als deren einer Brückenzweig die zusammen mit dem Vergleichsdraht 7 oder dem zu messenden Draht 8 einen Kondensator bildenden Elektroden 1 und 2 des "/andlers und die Sekundärwicklung des Transformators 5 und als deren anderer Brückenzweig der Abstimmkondensator 4 und die Sekundärwicklung des Transformators 5 dienen, während als Diagonalzweig der Nullindikator 3 dient.

Das erfindungsgemäpse Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers eines Drahtes besteht darin,dass ein Vergleiohsdraht 7 vorgegebenen Durchmessers genommen und zwischen den Elektroden 1 und 2 des Wandlers symmetrisch angeordnet wird, so dass er mit den letzteren einen Kondensator bildet. Dann wird die 3rücke durch den Abstimmkondensator 4 abgeglichen.

Nachher wird zwischen den gleichen Elektroden 1 und 2 ein zu messender Draht 8 syrnmebrisch angeordnet, der mit diesen einen kondensator bildet. Die Brücke wird durch Verschiebung der Elektroden 1 und 2 des Wandle rs? erneut abgeglichen, und nach dem Abstand zwischen den Elektro-

den 1 und 2 wird der Durchmesser des zu messenden Drahtes 8 bewertet.

Nach der anderen Ausführungsform des zu patentierenden Verfahrens wird die Brücke durch Verschiebung der einen der Elektroden des Wandlers, beispielsweise der Elektrode 1, und des zu messenden Drahtes 8 abgeglichen, und nach demselben Elektrodenabstand wird der Durchmesser des zu messenden Drahtes 8 bewertet.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Be-

Stimmung des Durchmessers eines Drahtes beruht auf folgendem:

Bei der Anordnung des Vergleichdrahtes 7 ergibt sich die Kapazität des Kondensators zu:

^₁ =s ^

wobei S - die Dielektrizitätskonstante, 2I₁ - den Abstand zwischen den Elektroden 1 und 2

des Wandlers,

2r, - den Durchmesser des Vergleichsdrahtes 7 bezeichnet.

Nachdem die Brücke abgeglichen und der zu messende Draht 8 im Wandler angeordnet worden ist, wird die Kapazität des Kondensators durch die Beziehung ausgedrückt:

2 ^£
² " In^. 21₂Z2r₂

wobei g; - die Dielektrizitätskonstante, 2I₂- den Abstand zwischen den Elektroden 1 und 2 des Wandlers,

2r₂- den Durchmesser des zu messenden Drahtes 8, bezeichnet.

Die Brücke wird durch Verschiebung der Elektroden 1 und 2 des Wandlers oder durch Verschiebung der einen 1 der Elektroden des Wandlers und des zu messenden Drahtes 8 erneut abgeglichen, bis C_{1 =}C₂ geworden ist, worauf der Durchmesser des Drahtes 8 nach dem Abstand zwischen den Elektroden 1 und 2 gemäß dem Ausdruck:

^r2

¹I

ermittelt wird.

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Das ^s'o::ve3ohl.f:.'7ftHe Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers eines Drahtes gestattet es, die Meßgenauigkeit bei der Bestimmung des Drahtdurchmessers derart zu erhöhen, daß der relative Meßfehler bei der Bestimmung des Drahtdurchmessers in einem M.eßbereich für den Drahtdurchmesser von beispielsweise 1 bis JOO Ji^- 0,2% und für einen Drahtdurchmesser ab 300 ^m und mehr 0,07% beträgt. So beläuft sich der absolute Meßfehler bei der Bestimmung des Draht durchmess er s von 10 J^m auf 0,02 ^m.

Die hohe Meßgeschwindigkeit und -genauigkeit gestatten es, das zur Zeit weit verwendete Gewichtsνerfahren zur Bestimmung des Drahtdurchmessers zu ersetzen, die Qualität des hergestellten Drahtes beträchtlich zu erhöhen, die Meßzeit zu verkürzen, die Produktivität der Ausrüstung zu steigern, Ziehdüsen beim Drahtziehen rechtzeitig auszutauschen, denn nach dem Drahtdurchmesser kann der Verschleiß der Ziehdüse bewertet werden.

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- Leerseite -

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Claims

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VERFAHREN" ZUH BESTIMMUNG DES DURCHJaHBSHS EIMBS

DHAHTES

PATENTANSPRUCH

Verfahren zur Bestimmung des Durchmessers eines Drahtes, bei dem · - " ' ^f

zwischen zwei gleichen elektrisch verbundenen Elek- ι

ι troden (1 und 2) eines Wandlers symmetrisch zu ihnen ein zu messender Draht (ö) angeordnet wird, der mit diesen einen Kondensator bildet, der seinerseits mit der Sekundärwicklung eines Transformators (5) einen Brückenzweig bildet, dadurch gekennzeichnet, daß

- vor der Anordnung des zu messenden Drahtes (8) zwischen den Elektroden (1 und 2) des Wandlers zwischen diesen Slektroden(l und 2) symmetrisch zu ihnen ein Vergleichs-

!5 draht (7) vorgegebenen Durchmessers angeordnet wird, der mit diesen Elektroden einen Kondensator bildet, und

- die Brücke abgeglichen wird, worauf

- nach der Anordnung des zu messenden Drahtes (8) zwischen den Elektroden (1 und 2) des Wandlers die Brücke durch Verschiebung der Elektroden (1 und 2) des Wandlers oder durch Verschiebung der einen (1) der Elektroden des Wandlers und des zu messenden Drahtes (8) erneut abgeglichen und

- nach dem Abstand zwischen den Elektroden der Durchmesser des zu messenden Drahtes (8) bewertet wird.

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