(5) 记录仪

记录仪是用图像形式记录被测参数变化的一种装置。一般由记录头和排纸机构两部分组成。图4.2.19所示为记录仪结构示意图。记录头4实际是一个电磁转矩很强的磁电式电表，记录笔就相当于表的指针。通入电流后，记录笔便与电流成正比例地转动。排纸机构通过压紧辊2和传送辊1的作用不断地将记录纸3排出，记录笔和记录纸的运动合成为测量结果的记录曲线。记录笔尖的位移与它所代表的被测位移之比称为垂直放大倍数。记录纸走纸长度与其所代表的被测表面长度之比称为水平放大倍数。垂直放大倍数一般为几百到十万倍，而水平放大倍数常常是几倍到几百倍。

图4.2.19 记录仪结构示意图
1.传送辊：2.压紧辊；3.记录纸：4.记录头

按所用记录纸形式，记录仪可分为直线记录仪和圆记录仪两种。图4.2.19所示即为直线记录仪，轮廓仪中大都采用这种记录仪。圆记录仪是由于采用圆形记录纸而得名的。它不能边续排纸，只能记录完一张再换一张。在圆度仪中常采用这种记录仪。利用它可以绘出被测工件的圆度误差与转角的关系曲线。这就要求记录纸的转角与工件相对传感器的转角保持严格的同步关系。当然这可通过同步系统来实现。

在直线记录仪中，因为记录笔是转动的，所以使画出的表面轮廓曲线化，不再保持应有的直角坐标或极坐标的关系。圆形记录仪也存在类似情况。例如三角形的表面轮廓，如图4.2.20所示，经记录笔画出将畸变成图4.2.20 (b)的样子。这给直观比较带来很多的不方便。解决的方法有二。一是将记录纸的格线制成圆弧形，如图4.2.19及图4.2.21所示。这样一来，在以记录笔的转轴为中心的同一圆纸上的各点，其横坐标或角度坐标完全相同。这可消除记录轮廓曲线化带来的误差，但图形畸变仍旧存在，只不过畸变不再影响记录准确度。要解决畸变只好采用第二个办法，即将记录笔的回转轴水平放置，将图4.2.19中的平拖板改成曲率半径等于记录笔尖回转半径弧形拖板，如图4.2.22所示。这样画出的图形不再有畸变，更加符合表面轮廓放大后的真实情况。

除磁电式电表型记录头外，也可采用随动系统来完成记录工作。其原理如图4.2.23所示。

输入信号Ux经放大器1放大后，使伺服电机2转动，带动拉带机构3,3上装有记录笔4和电阻器的滑臂5。反馈信号U_f由滑臂5取出加到放大器的输入端，而且U_f=-U_x。得到放大的Uf也加到伺服电机上时，使电机停止转动，这时记录笔已移动到一个新的位置。且位移量与U_x相对应。

图4.2.20 记录轮廓曲线化

图4.2.21 圆弧形格线记录纸

图4.2.22 弧形拖板示意图

图4.2.23 随动系统原理图
1.放大器；2.伺服电机；3.拉带机构：
4.记录笔；5.电阻器的滑臂

在随动系统中，记录笔不再是围绕某一定轴做转动，而是做往复直线运动。所以可用较宽的记录纸，绘出起伏较大的轮廓。

记录笔在记录纸上划线的方法有墨笔法、电击穿法、热笔法三种。墨笔法就是用墨水笔划线的方法。其优点是可以采用一般的记录纸，缺点是线条不易划细。记录笔需要抬起机构实现停止划线。笔尖与纸面的摩擦较大，影响记录准确度。电击穿法线的原理是在导电的记录纸表面敷上一薄绝缘膜，给记录笔带上600 V左右的直流高压，而记录拖板的电压为零。当笔尖接触记录纸时.在直流高压的作用下笔尖产生火花放电，将记录纸表面的绝缘膜击穿，从而烧出黑线来。只要切断电源就可以停止划线。这种方法的优点是线条清晰。通过改变记录笔尖的电流很容易改变划线的粗细，使用方便。所以很多记录仪都采用这种方法。其缺点是记录笔带高压电，需要注意安全。

热笔法的原理是在黑底的记录纸上涂一层白色蜡膜，通过电阻丝将记录笔加热，使蜡膜熔化，划出黑线来。这种方法的优点是较电击穿法安全。切断电阻丝加热电源即中止划线。

BCJ-2型轮廓仪的记录仪与87164-002型电感测微仪的记录仪是一样的。其外形如图4.2.24所示。

图4.2.24 记录器外形
1.开关；2.旋钮；3.制动栓；4.变速手轮；5.离合器按钮；6.锁盖手柄

旋转变速手轮4可获得六种排纸速度，相应的水平放大倍数为25、50、100、125、150、200。按下离合器按钮5，记录纸与排纸机构脱离，很容易将记录纸拉出。把锁盖手柄6拉出，可将上盖连同描迹装置(即记录头)一起打开，如将制动栓3同时按下，则可仅使盖开启，而描迹装置留在原处。旋钮2有三个位置可调，可获得三种线纹宽度(即划线宽度)。开关1按下后，记录仪的排纸机构开始工作。

文章来源：《计量器使用与维护》

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