ทำความเข้าใจหลักการและการประยุกต์ใช้ระดับอิเล็กทรอนิกส์

ในโลกแห่งการผลิตและการวัดที่มีความแม่นยำสูง การจัดแนวระนาบให้สมบูรณ์แบบนั้นเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ ระดับน้ำแบบฟองอากาศทั่วไปมักไม่เพียงพอเมื่อต้องการความแม่นยำระดับต่ำกว่าหนึ่งอาร์คเซคอนด์ นี่คือเหตุผลที่ระดับอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเป็นเครื่องมือวัดขั้นสูง จึงกลายเป็นเครื่องมือที่จำเป็น มันมีความสามารถในการวัดมุมและความเอียงเล็กน้อยได้อย่างแม่นยำเป็นพิเศษ และมีบทบาทสำคัญในการตรวจสอบความถูกต้องทางเรขาคณิตของเครื่องจักรและเครื่องมือที่ซับซ้อนที่สุด

หลักฟิสิกส์อันชาญฉลาดที่อยู่เบื้องหลังระดับอิเล็กทรอนิกส์

เครื่องวัดระดับอิเล็กทรอนิกส์ทำงานโดยอาศัยหลักการทางกายภาพที่มีความไวสูงสองประการ ได้แก่ หลักการเหนี่ยวนำและหลักการเก็บประจุ ขึ้นอยู่กับการออกแบบ เครื่องมือเหล่านี้สามารถวัดความเอียงได้ในมิติเดียว (1D) หรือสองมิติ (2D)

ระดับน้ำอิเล็กทรอนิกส์แบบเหนี่ยวนำทำงานโดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็ก เมื่อฐานของเครื่องมือเอียงเนื่องจากการเอียงของชิ้นงานที่กำลังวัด ลูกตุ้มภายในหรือมวลที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงจะเปลี่ยนตำแหน่ง การเคลื่อนไหวนี้จะเหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าในขดลวดเหนี่ยวนำที่อยู่ใกล้เคียง ขนาดของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้านี้จะถูกแปลงโดยตรงเป็นมุมเอียง

ในทางตรงกันข้าม ระดับน้ำอิเล็กทรอนิกส์แบบคาปาซิทีฟใช้หลักการเปลี่ยนแปลงของค่าความจุไฟฟ้า หัวใจหลักของมันคือลูกตุ้มทรงกลมที่แขวนอย่างอิสระด้วยลวดเส้นเล็ก ซึ่งทำงานในสภาวะที่ปราศจากแรงเสียดทานภายใต้แรงโน้มถ่วง มีขั้วไฟฟ้าติดตั้งอยู่ทั้งสองด้านของลูกตุ้ม เมื่อระดับน้ำอยู่ในแนวราบอย่างสมบูรณ์ ช่องว่างอากาศทั้งสองด้านจะเท่ากัน ส่งผลให้ค่าความจุไฟฟ้าเท่ากัน เมื่อระดับน้ำเอียงเนื่องจากชิ้นงาน ลูกตุ้มจะเคลื่อนที่ ทำให้ระยะห่างของช่องว่างไม่เท่ากัน การเปลี่ยนแปลงระยะห่างนี้ส่งผลให้เกิดความแตกต่างของค่าความจุไฟฟ้าที่สามารถวัดได้ ซึ่งจะถูกแปลงเป็นค่าการวัดเชิงมุมอย่างแม่นยำ

การประยุกต์ใช้งานในเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูง

ระดับน้ำอิเล็กทรอนิกส์เป็นอุปกรณ์ที่ขาดไม่ได้สำหรับการตรวจสอบความเรียบและการจัดแนวของเครื่องมือกลและอุปกรณ์วัดที่มีความแม่นยำสูง ด้วยความไวสูงมาก เครื่องมือนี้สามารถตรวจจับความเบี่ยงเบนเล็กน้อยที่มีความสำคัญต่อประสิทธิภาพโดยรวมของระบบได้ โดยทั่วไปจะใช้ในการวัดพื้นผิวฐานของเครื่องจักรขั้นสูง เช่น เครื่องกลึง NC เครื่องกัด ศูนย์ตัด และเครื่องวัดพิกัด (CMM) ความละเอียดสูงหมายความว่า แม้จะมีช่วงการวัดที่จำกัด—ซึ่งมักคำนวณให้สามารถเคลื่อนที่ได้ ± 25 ช่องมาตราส่วน—อุปกรณ์นี้ก็สามารถให้การวัดที่แม่นยำภายในช่วงความเอียงที่แคบและเฉพาะเจาะจง ทำให้มั่นใจได้ถึงความสมบูรณ์ของการตั้งค่าเครื่องจักร

บทบาทในการตรวจสอบความเรียบ: แผ่นพื้นผิวที่ขูดแล้ว

การประยุกต์ใช้ระดับอิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพสูงอย่างหนึ่งคือการตรวจสอบพื้นผิวอ้างอิงที่มีความแม่นยำสูง เช่น หินแกรนิตที่ขูดแล้ว หรือแผ่นเหล็กหล่อ ระดับอิเล็กทรอนิกส์ให้วิธีการที่เรียบง่ายแต่แม่นยำอย่างยิ่งในการประเมินความเรียบของพื้นผิว

เมื่อใช้ระดับอิเล็กทรอนิกส์ในการตรวจสอบแผ่นฐานเหล่านี้ ขั้นตอนสำคัญคือการกำหนดความยาวช่วงที่เหมาะสมสำหรับสะพาน (หรืออุปกรณ์วัด) ที่เกี่ยวข้อง ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดโดยรวมของแผ่นที่กำลังทดสอบ ที่สำคัญคือ ตลอดกระบวนการทดสอบ การเคลื่อนที่ของสะพานนี้จะต้องเชื่อมต่อและทับซ้อนกันอย่างเคร่งครัด วิธีการสำรวจแบบทีละขั้นตอนอย่างพิถีพิถันนี้—โดยที่จุดวัดแต่ละจุดเชื่อมโยงกลับไปยังจุดก่อนหน้า—เป็นปัจจัยหลักที่ทำให้มั่นใจได้ว่าค่าความเรียบที่คำนวณได้สุดท้ายจะใกล้เคียงกับลักษณะภูมิประเทศจริงมากที่สุด

บทสรุป

การพัฒนาจากระดับน้ำแบบฟองอากาศแบบดั้งเดิมไปสู่ระดับน้ำอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย ​​ถือเป็นก้าวสำคัญในการควบคุมคุณภาพและการวัดทางวิทยาศาสตร์ โดยการใช้หลักการทางฟิสิกส์พื้นฐาน ไม่ว่าจะเป็นการเหนี่ยวนำหรือความจุไฟฟ้า เครื่องมือเหล่านี้จะให้ข้อมูลที่จำเป็นเพื่อให้มั่นใจได้ว่าการจัดเรียงพื้นฐานของอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงนั้นตรงตามมาตรฐานที่เข้มงวดที่สุด สำหรับโรงงานใดๆ ที่มุ่งมั่นในความแม่นยำและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ การทำความเข้าใจและนำระดับน้ำอิเล็กทรอนิกส์มาใช้จึงไม่ใช่แค่แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดเท่านั้น แต่ยังเป็นข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับการรักษาความได้เปรียบในการแข่งขันอีกด้วย