인디케이터(거리 증폭기)

Indicator (distance amplifying instrument)
감도 0.01mm, 범위 10mm의 정밀 다이얼 표시기

과학, 기술 및 제조의 다양한 맥락에서(가공, 제작 및 적층 제조 등) 표시기는 작은 거리와 각도를 정확하게 측정하고 이를 더 명확하게 하기 위해 증폭하는 데 사용되는 다양한 도구 중 하나입니다.이 이름은 사용자에게 약간의 거리(예를 들어 두 평탄한 표면 간의 작은 높이 차이, 두 실린더 간의 약간의 동심도 부족 또는 기타 작은 물리적 편차)의 존재 또는 정확한 양 등 육안으로 식별할 수 없는 것을 나타내는 개념에서 유래했습니다.

다이얼 인디케이터라고 불리는 고전적인 기계식 버전은 시계 바늘이 있는 시계면과 유사한 다이얼 디스플레이를 제공합니다. 바늘은 다이얼의 원형 눈금에서 눈금을 가리키며, 이는 프로브 팁의 제로 설정으로부터의 거리를 나타냅니다.기계식 다이얼 표시기의 내부 작동은 기계식 손목 시계의 정밀 시계 작동 방식과 유사하며, 시간을 읽기 위한 진자 이탈 대신 랙 및 피니언 기어를 사용하여 프로브 위치를 읽습니다.인디케이터 프로브 샤프트의 측면은 톱니로 절단되어 랙 기어를 제공합니다.프로브가 움직이면 랙 기어가 피니언 기어를 회전시켜 "시계" 표시기를 회전시킵니다.스프링은 판독값의 백래시 오류를 최소화하기 위해 기어 메커니즘을 프리로드합니다.기어 형태의 정확한 품질과 베어링 자유도에 따라 측정의 반복 정밀도가 결정됩니다.이 메커니즘은 필연적으로 섬세하기 때문에 기계공구 금속 가공 작업 등 가혹한 애플리케이션에서도 손목시계가 견고해지는 것과 같은 견고한 프레임워크 구조가 필요합니다.

다른 유형의 지시계에는 캔틸레버 포인터가 있는 기계 장치 및 디지털 디스플레이가 있는 전자 장치가 포함된다.전자 버전은 광학식 또는 정전식 격자를 사용하여 프로브 위치의 미세한 단계를 감지합니다.

인디케이터는 가공된 부품의 검사 과정 중 공차 변화를 확인하고, 실험실 조건 하에서 빔 또는 링의 편향을 측정하며, 작은 측정을 등록하거나 표시해야 하는 기타 많은 상황에 사용할 수 있습니다.다이얼 인디케이터는 일반적으로 0.25mm~300mm(0.015in~12.0in)의 범위에서 측정되며 눈금은 0.001mm~0.01mm(메트릭) 또는 0.00005in~0.001in(임페리얼/커스텀)입니다.

다이얼 게이지, 클럭, 프로브 인디케이터, 포인터, 테스트 인디케이터, 다이얼테스트 인디케이터, 드롭 인디케이터, 플런저 인디케이터 등 다양한 타입과 목적을 가진 인디케이터에 다양한 이름이 사용됩니다.

일반구분

다이얼 인디케이터에는 몇 가지 변수가 있습니다.

  • 아날로그/디지털/전자 판독값(대부분 아날로그)
  • 다이얼 사이즈일반적으로 미국 게이지 설계 규격(AGD)이라고 합니다.
AGD 직경 범위(단위) 직경 범위(mm)
0 1 > 1 ~1 개 25 > 35
1 1 - 4 > 2 35 > 50
2 2 > 2 - 4 。 50 > 60
3 2 슬롯 > 3 60 > 75
4 3 > 3 슬롯 76 > 95
  • 정확성.
  • 이동 범위
  • 다이얼 회전수
  • 다이얼 스타일: 밸런스(예를 들어 -15~0~+15) 또는 연속(0~30)
  • 졸업식 : 양수(시계방향) 또는 음수(시계방향)
  • 회전수 - 주침의 회전수를 표시합니다.

원칙

지표는 본질적으로 상대적인 측정만을 제공한다.그러나 적절한 기준(예: 게이지 블록)을 사용할 경우 기준과 관련하여 정기적으로 재보정을 수행하면서 절대 측정과 실질적으로 동등한 기준을 사용할 수 있습니다.단, 사용자는 코사인 오류 등의 요인(나중에 설명)으로 인해 측정값이 절대값이 아닌 상대값이 되는 방법을 알고 있어야 합니다.

적용들

  • 제조 공정의 일관성과 정확성을 확인하기 위한 품질 환경.
  • 생산 가동 전에 기계를 초기 설정 또는 보정하기 위한 작업장 바닥.
  • 정밀 공구 제작 공정에서 공구 제작자(예: 금형 제작자)가 담당합니다.
  • 금속 공학 워크샵에서 일반적인 용도는 4개의 죠 척에 있는 선반 공작물의 센터링입니다.다이얼 인디케이터는 공작물의 런아웃( 공작물의 회전 대칭 축과 스핀들 회전 축의 어긋남)을 나타내는 데 사용되며, 작은 척 죠 조정을 사용하여 공작물을 적절히 작은 범위로 줄이는 것을 궁극적인 목적으로 합니다.
  • 정확한 측정치를 기록해야 하는 제조업 이외의 분야(예: 물리)
  • 새 로터를 차량 디스크 브레이크에 부착할 때 횡방향 런아웃이 있는지 점검합니다.횡방향 런아웃(디스크 표면과 샤프트 축 사이의 수직이 결여되어 있으며, 변형으로 인해 발생하거나 허브의 마운트 표면을 적절히 청소하지 않아 발생하는 빈도가 더 높습니다.이 런아웃은 브레이크 페달 박동, 브레이크 작동 시 차량의 진동을 발생시키고 디스크의 불균일한 마모를 유발할 수 있습니다.횡방향 런아웃은 고르지 않은 토크, 손상된 스터드 또는 허브와 로터 사이의 버나 녹으로 인해 발생할 수 있습니다.이 변동은 다이얼 인디케이터를 사용해 테스트할 수 있습니다.대부분의 경우 디스크를 다른 위치에 다시 설치하는 것으로 어느 정도 취소할 수 있기 때문에 허브와 디스크의 공차가 서로 상쇄되는 경향이 있습니다.런아웃을 줄이기 위해 디스크를 장착하고 지정된 토크의 절반까지 토크를 가한 다음(응력을 분산하는 휠이 없으므로), 다이얼 표시등을 제동면에 대고 다이얼 면이 중앙에 위치시키고 디스크를 손으로 천천히 회전시켜 최대 편차를 기록합니다.최대 런아웃이 설명서에 명시된 최대 허용 런아웃 범위 내에 있으면 디스크를 해당 위치에 설치할 수 있지만, 정비사가 전체 횡방향 런아웃을 최소화하려면 24시간 내내 다른 위치를 사용해 볼 수 있습니다.과도한 런아웃은 지정된 공차(일반적으로 최대 0.10mm)를 초과할 경우 디스크를 빠르게 손상시킬 수 있습니다. 그러나 대부분의 디스크는 최적의 위치에 설치할 경우 0.002인치(0.05mm) 이하가 될 수 있습니다.

프로브 인디케이터

0.01~20mm 다이얼인디케이터

프로브 인디케이터는 일반적으로 시계 장치에 의해 구동되는 눈금 다이얼과 바늘(즉, 시계 용어)로 구성되어 있으며, 메인 다이얼의 니들 회전수를 기록하는 작은 내장 클럭 페이스와 바늘이 있습니다.이 다이얼은 정확한 측정을 위해 미세한 그라데이션이 있습니다.스프링이 장착된 프로브(또는 플런저)는 인디케이터 본체에서 후퇴하거나 연장하여 테스트 대상 물체에 대해 수직으로 움직입니다.

다이얼 페이스는 임의의 위치로 회전할 수 있습니다.얼굴을 제로 포인트로 향하게 할 뿐만 아니라, 한계 인디케이터(오른쪽 이미지에 각각 90과 10으로 보이는 2개의 금속 탭)를 짜넣는 수단도 있습니다.이러한 한계 탭은 다이얼 페이스의 어느 위치에서도 필요한 위치로 회전할 수 있습니다.또한 표시등 프로브를 쉽게 접을 수 있는 레버 암이 있을 수 있습니다.

인디케이터를 장착하는 방법은 여러 가지가 있습니다.많은 인디케이터에는 후면 플레이트의 일부로 볼트용 구멍이 있는 마운트 러그가 있습니다.또는 콜렛 또는 특수 클램프를 사용하여 플런저를 안내하는 원통형 스템으로 장치를 고정할 수 있습니다. 이 방법은 두께 게이지 및 비교기와 같은 주요 구성 요소로 인디케이터를 통합하도록 설계된 도구에서 일반적으로 사용되는 방법입니다.스템의 일반적인 외경은 3/8인치와 8mm이지만 다른 직경이 있습니다.일부 제조업체에서 제공하는 또 다른 옵션은 다이얼 테스트 인디케이터와 호환되는 도브테일 마운트입니다.

다이얼 테스트 인디케이터

다이얼 테스트 인디케이터

다이얼 테스트 인디케이터는 레버 암 테스트 인디케이터 또는 핑거 인디케이터라고도 불리며 표준 다이얼 인디케이터보다 측정 범위가 작습니다.테스트 인디케이터는 암의 처짐을 측정합니다. 프로브는 수축하지 않고 힌지 포인트 주위를 호 모양으로 회전합니다.레버는 길이 또는 볼 직경에 대해 교환할 수 있으며, 프로브 유형의 차체가 닿지 않을 수 있는 좁은 홈과 작은 구멍에서 측정을 수행할 수 있습니다.표시된 모델은 양방향이며, 일부 유형은 반대 방향으로 측정할 수 있도록 사이드 레버를 통해 전환해야 할 수 있습니다.

이러한 지표는 선형 변위가 아닌 각도 변위를 실제로 측정합니다. 선형 거리는 상관 변수를 기반으로 각도 변위와 상관됩니다.이동의 원인이 손가락에 수직인 경우에는 다이얼의 표시범위 내에서 선형 변위 오차가 양호하게 작다.단, 이 에러는 이 원인이 이상적인 90°[1]에서 10°만큼 벗어났을 때 눈에 띄기 시작합니다.사용자가 순이동 벡터에 관심이 있는 반면 인디케이터는 이동의 코사인만 등록하기 때문에 이를 코사인 오류라고 합니다.코사인 에러는, 이하에 자세하게 설명하겠습니다.

테스트 인디케이터의 접점은 대부분 직경 1, 2, 또는 3 mm의 표준 구형 팁이 있습니다.대부분은 강철(합금 공구 강철 또는 HSS)이며, 고급 모델은 내마모성을 높이기 위해 탄화물(예: 텅스텐 탄화물)입니다.용도에 따라 루비(높은 내마모성), 테프론 또는 PVC( 공작물 흠집을 방지하기 위해)와 같은 다른 재료를 접점에 사용할 수 있습니다.이러한 옵션은 더 비싸고 항상 OEM 옵션으로 사용할 수 있는 것은 아니지만, 이러한 옵션을 필요로 하는 애플리케이션에서 매우 유용합니다.

최신 다이얼 테스트 인디케이터는 일반적으로 통합 스템(이미지 우측) 또는 인디케이터 본체의 도브테일(dovetail)을 잡는 특수 클램프를 사용하여 장착됩니다.일부 계측기는 특수 홀더를 사용할 수 있습니다.

테스트 인디케이터

이상적인 테스트 인디케이터 누름

현대의 기어드 다이얼 메커니즘 이전에는 단일 레버 또는 레버 시스템을 사용한 테스트 인디케이터가 일반적이었습니다.이러한 디바이스의 범위와 정밀도는 일반적으로 현재의 다이얼타입 유닛에 비해 열악하며, 범위는 10/1000인치에서 30/1000인치, 정밀도는 1/1000인치입니다.일반적인 싱글 레버 테스트 인디케이터는 스타렛(64번)으로, 증폭용 레버 시스템을 사용한 것은 스타렛([2]564번)이나 러프킨(199A번)[3]등의 기업이나 아이디얼 툴(Ideal Tool Co.)등의 소규모 기업으로부터 제조되었다.레버 테스트 인디케이터 또는 플런저 타입으로 사용할 수 있는 장치도 Koch가 [4]제조했다.

디지털 인디케이터

전자제품의 등장으로 일부 인디케이터에서는 시계면(다이얼)이 디지털 디스플레이(보통 LCD)로 대체되었으며 시계 구조는 선형 인코더로 대체되었습니다.디지털 인디케이터는 아날로그보다 몇 가지 장점이 있습니다.많은 디지털 표시기 모델은 RS-232 또는 USB와 같은 인터페이스를 통해 데이터를 전자적으로 기록하고 컴퓨터로 전송할 수 있습니다.이는 컴퓨터가 측정 결과를 표 형식의 데이터 세트(데이터베이스 테이블이나 스프레드시트 등)에 기록하고 이를 해석할 수 있기 때문에 통계 프로세스 제어(SPC)를 용이하게 합니다.이것에 의해, 긴 열의 숫자를 수동으로 기록할 필요가 없어지기 때문에, 오퍼레이터가 에러(디지트 트랜스포전스등)를 발생시키는 리스크를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 시간이 많이 걸리는 데이터 기록이나 카피 작업으로부터 해방해, 프로세스의 생산성을 큰폭으로 향상할 수 있습니다.또 다른 장점은 버튼을 누르면 미터법과 인치 단위로 전환할 수 있기 때문에 계산기나 웹 브라우저에 입력 후 결과를 입력하는 별도의 단위 변환 단계를 생략할 수 있습니다.

컨택 포인트(팁) 타입

플런저(드롭) 표시등 팁

낙하 표시기에서 프로브의 끝은 용도에 따라 일반적으로 다양한 모양과 크기로 교환될 수 있습니다.일반적으로 팁은 #4-48 또는 M2.5 나사산으로 부착됩니다.구형 팁은 종종 포인트 접점을 제공하기 위해 사용됩니다.필요에 따라 원통형 및 평면형 팁도 사용됩니다.바늘 모양의 팁이 작은 구멍이나 슬롯에 들어갈 수 있습니다.팁 세트가 없는 인디케이터도 새로운 세트로 증강할 수 있도록 액세서리 팁 세트를 따로 저렴하게 판매하고 있습니다.

다이얼 테스트 인디케이터 힌트

다이얼 테스트 인디케이터의 팁은 직선적으로 곤두박질치는 것이 아니라 원호 모양으로 흔들리는 것이 일반적입니다.이 모양은 포인트 접점을 제공하여 팁이 호를 통과할 때 일관된 측정이 가능합니다(측정 표면과의 볼 접촉 각도에 관계없이 볼 표면에서 중앙 지점까지의 일정한 오프셋 거리를 통해).시판되는 구형 직경은 1mm, 2mm 및 3mm가 표준 크기입니다.

방금 언급한 볼(구면) 자체의 이점(접촉 각도가 부적절함)에도 불구하고 레버 전체의 접촉 각도는 중요합니다.대부분의 DTI에서는 평행(0°, 180°)이어야 합니다.측정이 진정으로 정확하기 위해, 즉 다이얼 판독치의 크기가 코사인 오류 없이 실제 팁 이동 거리를 반영하기 위해 측정되는 표면에 도달합니다.즉, 팁의 이동 경로는 측정 중인 벡터와 일치해야 합니다. 그렇지 않으면 벡터의 코사인만 측정됩니다(코사인 오류라고 하는 오류를 발생).이러한 경우 지표는 여전히 유용할 수 있지만 정확한 측정(단순히 비교가 아닌 절대 측정)을 달성하려면 오프셋(승수 또는 보정 계수)을 적용해야 한다.(이 사실은 레버와 부품 사이의 각도에 적용되며, 대부분의 DTI에서 조정 가능한 레버와 DTI [5]본체 사이의 각도에 적용되지 않습니다.)CMM Touch Trigger Probe(TTP; CMM 터치 트리거 프로브)에도 동일한 원리가 적용되어 기계가 (올바르게 사용되었을 때) 볼 오프셋 보상을 조정하여 접근 벡터와 표면 벡터 간의 차이를 고려합니다.

일부 DTI(Interapid 라인 및 경쟁사 등)는 12° 팁 각도(레버와 측정 표면 사이)가 0 코사인 오차에 해당하는 각도가 되도록 내장된 여유로 만들어집니다.이는 유닛이 표면을 통과할 수 있도록 볼이 인디케이터 본체에 닿지 않도록 하는 실용성 때문에 사용자에게 매우 편리합니다.

DTI의 팁 변경은 드롭 인디케이터의 팁 변경만큼 간단한 일이 아닙니다. 왜냐하면 팁은 레버로서 인디케이터 내부의 클럭워크와 정확하게 일치하기 때문에 DTI의 끝부분의 이동 원호 길이가 다이얼의 니들을 구동하는 기어에 대해 알려진 비율을 가지기 때문입니다.따라서 더 길거나 짧은 팁을 추가하려면 실제 거리 판독값을 산출하기 위해 다이얼 판독값에 보정 계수를 곱해야 합니다.DTI 팁은 교환용 나사산(드롭 인디케이터 팁 등)으로 되어 있는 경우가 많습니다.단, 사용자가 수리할 수 있는 팁 변경에 관한 의도는 위에서 설명한 길이의 중요성 때문에 처음에 인디케이터와 함께 제공된 팁에만 한정됩니다.일반적으로 DTI에는 작은 공 팁이나 큰 공 팁 등 몇 가지 팁만 포함되어 있습니다.

다이얼 판독치가 (절대가 아닌)비교적으로만 사용되고 있는 경우는, 상기의 어느 고려 사항(코사인 에러 또는 레버 길이 에러)도 문제가 되지 않습니다.그러나 비교 대 절대 교란 유형의 실수를 회피하는 것은 기기 자체보다는 사용자의 지식과 주의에 달려 있기 때문에 DTI 수리업체는 정확한 절대 측정을 제공할 수 없는 DTI의 정확성을 보증하지 않습니다(비교 사용에 완벽하게 적합하더라도).이러한 DTI는 비교용으로만 인정(및 라벨 부착)될 수 있지만 사용자 오류의 위험이 있기 때문에 기계공장의 게이지 교정규칙은 "비교 사용 전용" 라벨(사용자가 그것을 이해하고 따를 수 있는 경우)을 요구하거나 표시기를 서비스에서 삭제하도록 요구합니다(그렇지 않은 경우).

「 」를 참조해 주세요.

  • 표시기 다이어그램, 피스톤 엔진에서 측정된 압력-체적 다이어그램

레퍼런스

  1. ^ "Understanding Errors in Hand-Held Measuring Instruments".
  2. ^ 시슨 1934년
  3. ^ 마녀 1941
  4. ^ 코흐 1906
  5. ^ Pieczynski, Joe (2018-01-17), Cosine Error Demonstrated and Challenged, archived from the original on 2021-12-13. (Machinist training video.){{citation}}: CS1 유지보수: 포스트스크립트(링크)

추가 정보

외부 링크