Саморобний вимірювач товщини лакофарбових покриттів

На жаль, дуже часто при продажу своїх автомобілів автовласники вдаються до різних хитрощів, щоб приховати видимі недоліки. Так, наприклад, недобросовісний автовласник може накласти на кузов свого автомобіля товстий шар шпаклівки, який приховає подряпини і невеликі вм'ятини.
Після закінчення якогось часу шпаклівка відвалиться, а новоспечений власник транспортного засобу «влетить в копієчку». Вимірювач товщини лакофарбового покриття допоможе визначити - чи відповідає товщина покриття конкретного автомобіля нормам. А значить, уникнути неприємних наслідків в майбутньому.

Даний прилад досить придасться, коли потрібно буде виміряти товщину лакофарбового покриття. Необхідність в цьому вимірі виникає, коли досліджується стан кузова автомобіля. Як користуватися вимірником? Все досить просто. Вимірювач потрібно прикласти до конкретної поверхні і натиснути кнопку. В процесі вимірювання потрібно злегка повертати і похитувати прилад, щоб стрілка максимально сильно відхилилася. Після того як стрілка відхилиться, можна зчитувати значення товщини.

Норма товщини лакофарбового покриття:

- звичайна фарба - 0, 15 ... 0,3 мм;

- фарба «металік» - 0,25 ... 0,35 мм.

Якщо товщина покриття на кузові автомобіля не перевищує допустимих норм, значить можна бути впевненим, що дефекти кузова не заховані під шаром шпаклівки.

При створенні пристрою в основу була покладена схема Ю. Пушкарьова. У його схемі були деякі недоліки, тому пристрій працював не зовсім правильно. Після невеликих змін в схемі Пушкарьова і з'явилася ця схема.

(Якщо на схемі Вам нічого не зрозуміло, можете пройти експрес курс «Азбука за схемами«)

Вимірювач товщини лакофарбового покриття працює від батареї «Крона», потребляемость струму становить не більше 35 мА. Навіть якщо напруга батареї знизиться до 7В, пристрій збереже свою працездатність. Температурний інтервал при роботі становить від десяти до тридцяти градусів за Цельсієм (плюс). Сам прилад знаходиться всередині пластмасової коробки, розміри - 120 * 40 * 30 мм.

На таймері DD1 зібраний задає генератор (рисунок 1). Він виробляє спеціальний імпульси (прямокутні), шпаруватість яких дорівнює двом, а частота - 300 Гц. Прямокутні імпульси перетворюються в синусоїду завдяки інтегрує ланцюжку R3C2. За рахунок цього підвищується точність вимірювання. За допомогою підлаштування резистора R5 (регулятора рівня сигналу) потрібно встановити оптимальний режим для трансформатора Т1, який є вимірювальним. На виході УЗЧ DA1 сигнальна амплітуда становитиме 0,5 В.

У вимірювальному трансформаторі знаходяться Ш-образні пластини, які розташовані встик. Однак замикаючих пластин там немає. Металева основа виступає як магнітний замикач. На цю основу нанесено лакофарбове покриття, яке досліджується. Розмір немагнітного зазору в ланцюзі муздрамтеатру буде прямо залежати від товщини покриття. Тобто, чим товще покриття, тим більше буде розмір зазору. Чим більше зазор, тим менше напруга на трансформаторі (вторинна обмотка). Чим більше зазор, тим менше зв'язок між обмотками. Розділовими конденсаторами є С5 і С7. В якості фільтра, що усуває ВЧ складові сигналу, використовується ланцюг R6C4.

Струм у вторинній обмотці трансформатора, який випрямлений діодом VD1, можна дізнатися за допомогою мікроамперметра РА1. Коли відбуваються зміни в батареї живлення GB1, в ступені її розрядженого, відповідно відбуваються зміни в коефіцієнті посилення УЗЧ DA1. Завдяки стабілізатора напруги DA2 в коефіцієнті посилення зберігається стабільність. Дізнатися напруга батареї можна за допомогою кнопкового перемикача SB2 і резистора R8. Вимірювання проводяться тільки при натисканні кнопки SB1.

Для того щоб створити поріг, який заборона діод VD1, потрібно використовувати спеціальний транзисторний каскад, а саме - VT1R9R10R11. З його допомогою буде подаватися початковий зсув. Завдяки цьому каскаду стрілка амперметра буде відхилятися. Винятком буде лише той випадок, коли в поле трансформатора буде присутній магнітний замикач. Завдяки всьому цьому на вимірнику можна буде встановити максимально-можливу товщину, а точність вимірювання буде максимально-точною. Існують певні межі, в яких можна вимірювати товщину. При дотриманні всіх характеристик в даному вимірнику межі будуть від 0 до 2,5 мм. Похибка в вимірах складе 0,5 мм, в тому випадку якщо товщина покриття від 0 до 1 мм. Якщо товщина покриття від 1 до 2,5 мм, тоді похибка становитиме 0,25 мм. Резистор R10 можна збільшити до числа 3,9 кОм. Це потрібно для того щоб збільшилася точність вимірювання, адже межі вимірювання зменшаться від 0 до 0,8 мм. Завдяки цьому шкала «розтягнеться», а поріг, який відмикає діод VD1, підніметься.

Всі деталі розташовані на друкованій платі, це показано на малюнку нижче. Одна сторона плати виконана з фольгованого склотекстоліти, його товщина - 1 мм. Спочатку транзисторного каскаду VT1R9R10R11 не було зовсім. Пізніше, в ході невеликих змін, він з'явився. Каскад зібраний як навіс, так як на платі не передбачається для нього місця.

У приладі є як постійні резистори, так і підлаштування. Постійні - МЛТ-0,125, а підлаштування - СПЗ-276. До конденсаторів С4, С2 і С1 відносяться КМ-6 (або К10-23, К10-17). До конденсаторів С6, С5 і С3 відносяться К50-35. Як амперметра використовується покажчик рівня запису (деталь взята з магнітофона марки «Електроніка-321»). Показники микроамперметра:

- струм відхилення (відхилення повне) - 160 мкА;

- опір (рамки) - 530 Ом.

Для того щоб намотати трансформатор Т1 на муздрамтеатр Ш5Х6, потрібно використовувати трансформатор від кишенькового приймача. Можна взяти як вихідний, так і узгоджувальний трансформатор. У первинній обмотці буде двісті витків, у вторинній - чотириста п'ятдесят витків. Використовуваний для обмоток провід - ПЕЛ 0,15. Також будуть потрібні пластини (Ш-образні). Пластини промазиваются епоксидним клеєм, потім (після висихання клею) торці пакету обробляються за допомогою оксамитового напилка. Трансформатор вклеюється всередину приладу, в прямокутний отвір коробки. При цьому торці муздрамтеатру (робочі) повинні виступати на 1 ... 3 мм. за межі коробки.

Використання деталей і їх заміна:

1. Таймер КР1006ВІ1 - замість нього можна використовувати LM555.
2. Стабілізатор КР1157ЕН502А - на заміну можна взяти КР142ЕН5А (L7805V) або 78L05. Найкраще підійде 78S05, так як він дає найменшу потужність на виході. Велика потужність і не потрібна.
3. Диференціальний підсилювач DA1 - як цю деталь використовується KIA LM386-1 (мікросхема).

Резистор R8 потрібно підібрати правильно. При використанні нової батареї живлення і натисканні на кнопки SB1 і SB2 має бути наступне - стрілка на мікроамперметра повинна відхилятися до кінцевого розподілу на своїй шкалою. Не можна не відзначити на шкалі поділ при розрядженою батареї. Його можна визначити шляхом проведення вимірювань з приєднаною батареєю, розрядженою до 7В. Також для визначення розподілу при розрядженою батареї можна використовувати пальчиковую батарейку. Батарейку потрібно під'єднати послідовно «Кроне», не забувши при цьому змінити її полярність. Далі потрібно буде підрахувати різницю між значеннями з батарейкою і без, а потім до цієї різниці додати одну чверть. Це і буде потрібне значення на шкалі при розрядженою батареї. Шкалу можна розділити на два кольори: нормальний стан - зеленим кольором, виряджене стан - червоним кольором.

- якщо прилад використовується при поганих погодних умовах і низькій температурі, то потрібно зберігати його в теплі, в кишені, і діставати безпосередньо перед самим виміром.

- якщо використовуваний муздрамтеатр має сердечник Ш8Х8, необхідно буде знизити частоту генератора. Цього можна домогтися шляхом збільшення номіналу С1 до значення 47 нФ. Тоді працездатність пристрою буде на вищому рівні.

- в процесі калібрування можна використовувати матеріали тільки з чистого металу! Якщо будуть використовуватися матеріали, які містять різні домішки, прилад може на них не зреагувати.