(2)电测头

①电触式测头。

电触式测头用于瞄准，主要用于“飞越”测量中，即在检测时，测头缓缓前进，当过零点时测头自动发出信号，不需要停止或退回测头。

电触式测头的结构形式很多，图8.2.9为其中之一。测头主体由上主体3与下底座10及3根防转杆组成，用3个螺钉1拧紧成一体。测杆11装在测头座7上，其底面装有120^o均匀分布的3个圆柱体8。圆柱体8与装在下底座上的6个钢球9两两相配，组成3对钢球接触副。测头座为一半球形，顶部有一压力弹簧6向下压紧，使3对接触副自位接触。弹簧力大小用螺杆S调节。为了防止测头座在运动中绕轴向转动，采用了防转杆2,测头座上的防转槽是为了粗略地防止产生大的扭转角，以免使接触副错乱。电路导线由插座4引出。

电触式测头的工作原理相当于零位发讯开关。当3对钢球接触副均匀接触时，触头处于零位。当测头与被测件接触时，测头被向任一方向偏转或顶起，电路立即断开，并随即发出信号。当测头脱离被测件后，外力消失，由于弹簧6的作用，使测头回到原始位置。

当过零发讯时，电气系统输出4种信号。

类型一脉冲计数信号：输出脉冲宽度＜180 ns的正脉冲，用作计算机计数启动。

类型二接点输出：相当于手动计数用的开关闭合，用作打印机启动。

类型三声音信号：扬声器在上述两种信号输出的同时，发出短暂一声警报，表示已计数。

类型四闪光信号：表示测头已碰上工件偏离原位，或测头已离开工件，但未恢复原位。

电触式测头的结构与电路都比较简单，测头输出的是阶跃信号，它广泛地应用于各种信号的瞄准装置、自动分选和主动检验中。触点的电蚀和腐蚀影响检验精度，它易受振动而误发信号，其静态测量误差一般不超过±1um。电触测头的测量力较大，一般不能给出连续读数，因此使用有一定局限。

②电感式测头。

电感式开关测头采用电磁感应原理，当测杆位于电磁感应最大值(即垂直位置)时，发出“过零信号”。

图8.2.9 电触式测头
1.螺钉；2.防转杆；3.上主体；4.插座；5杠杆；6.弹簧；
7测头座；8.圆柱体；9.钢球；10.下底座；11.测杆

图8.2.10为其结构原理图。在测头座3上固定着电感线圈4，衔铁位于可动杠杆5的一端，杠杆5绕支点回转，其支承轴固定在测头座3上。位于杠杆5另一端的测杆6可绕O点转动±40^o左右。为了测量工件的另一垂直方向，测头座3带动杠杆5可绕自身轴线旋转90^o，用壳体上两侧面M,N定位。当测头座上的凸块7与侧面接触定位时，测杆恰好转90^o,用弹簧2拉紧，使定位面和测头座可靠接触(图8.2.10中A-A,B-B)。

这种测头瞄准精度不太高，约为0.05 mm。设计时，若使杠杆比L1/L2比值增大，可使瞄准精度提高。

③压电式测头。

压电式测头的原理是将测头圆球与被测面接触时的测力传递给压电元件，由于压电效应，该测力被压电元件转换为电信号，作为三坐标测量机的控制信号。

压电式测头的特点是响应速度快，高达10 kHz，适用于微小尺寸的测量，但使用时应注意防干扰和防振动。

④电容传感器。

电容传感器的工作原理是将被测量变成可变电容的变化量，再将电容的变化量引入专用电路中测出其变化值，用以确定被测工件尺寸的变化。

图8.2.10 电感式开关测头
1.测头体；2.弹簧；3.测头座；4.电感线圈；5.杠杆；6.测杆；7.凸块

电容传感器的特点是零线电压小，调零方便，适合高倍数放大，可达到高灵敏度。可用于测量带磁性工件或电缆心的偏心等特殊参数，在自动测量领域中应用较多。

其优点是介质损耗小，耗能小，产生热量小，性能稳定，高信噪比，适合非接触测量。缺点是抗干扰性差。

相关链接：三坐标测量机—测头（一）

文章来源：《计量器使用与维护》

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