Для начала попробовали переводить сигналы потенциометров в цифру. Точность по сравнению с механическими командоаппаратами повысилась, но не сильно. Препятствием к ее дальнейшему наращиванию был сам механический контакт - тут и трение, и его площадь, уменьшавшие распознавание малых перемещений. Ну, это еще можно было решить рычажной системой, когда малые перемещения с ее помощью превращаются в сравнительно большие, приводящие к изменениям сопротивления, которые заметны для электроники. Но в дополнение к этому мешала неравномерность сопротивления самого реостата по его длине - пусть и в пределах единиц процентов, но для малых расстояний это было существенно. А если захотим измерять дистанции в метр, полтора - соответственно, тут потребуется длинный реостат, который будет сложнее защитить от охлаждающей жидкости, про его точность я уж молчу. Но для начала мы ограничились длиной обрабатываемых деталей до двадцати сантиметров - таких деталей был вагон и маленькая тележка. Так что если сможем хотя бы их обработку организовать на ЧПУ - это будет большой плюс.
Но с потенциометрами оказалось слишком много проблем. Самая явная - износ, который накладывает ограничение по количеству измеренных перемещений. Далее - температурный коэффициент сопротивления - сопротивление меняется в зависимости от температуры. Это надо будет учитывать. Сам контакт может вносить дополнительное сопротивление - от загрязнения, окисления - надо следить за его чистотой. Ну и наконец сопротивление имеет некоторую зернистость - так, для полосковых сопротивлений она определяется зерном материала, которая составляет как минимум одну десятую микрометра. Для витых реостатов все еще хуже - у них разрешающая способность равна диаметру проволоки, при этом еще возникает резкая смена значений при переходе контакта с витка на виток - контакт сдвинулся, встал на двух проволоках - сопротивление изменилось на длину окружности витка. В принципе, можно сделать хоть микронную проволоку, но она быстро изотрется, а если подвижный контакт сделать мягким - он будет пружинить, то есть дергаться - плавность измерений совсем пропадет. Самый лучший вариант - использовать длинную проволоку - тут и отсутствие зернистости, и витков - только она должна иметь высокое сопротивление и быть механически прочной - тут уж больше всего подходят сплавы типа нихрома. Но и с ним не хорошо - проволока диаметром 0,2 миллиметра имеет сопротивление всего 0,35 Ом на сантиметр длины, и шумы электронной схемы могут просто задавить такие небольшое изменение сопротивления. С сопротивлениями кругом - вилы. А так хотелось ...
ГЛАВА 16.
Тут-то я и подкинул идейку считать импульсы - по аналогии с колесиками на компьютерных мышках - в них были проделаны щели, через которые то проходил, то не проходил свет от светодиодов - схема считала количество импульсов и таким образом вычисляла проходимое расстояние. Попробовали. Точность повысилась до десятой доли миллиметра - сотни микрон - этого было достаточно для девяноста процентов всех обрабатываемых поверхностей, что потенциально избавит от ручного управления станками на большинстве операций. Но, раз мы взялись за решение этой проблемы, нам хотелось довести точности до микронных допусков. А для этого требовалось вообще избавиться от механических элементов в системе измерений, а то сейчас колесико с прорезями каталось по длинной зубчатой рейке, да к тому же для повышения разрешающей способности его подключили через мультипликатор - сами-то размеры колесиков и реек были небольшими, как в часах, но, раз есть механический контакт, он будет изнашиваться, тем более что мультипликатор был очень нагруженной частью.
К счастью, такие приборы у нас уже были - дифракционные решетки. Когда по ним перемещается световое пятно, решетка разлагает его на полосы, которые также двигаются - вот и появляются импульсы, которые можно считать. Ну а считать мы уже умели. И, так как точность разложения зависела от шага решетки, то ею можно было управлять, создавая решетки с разным шагом - то есть мы могли управлять и нужной точностью измерений. А если ее не хватит либо решетки получатся слишком трудоемкими - ставим две решетки, которые последовательно разлагают световое пятно и затем получающиеся из него полосы. Дело в шляпе.
Класс ! Точность измерений возросла до единиц микрон. Это если двигать решетки вручную, при неработающем станке. Когда же началось точение, аппаратура повела себя как взбесившийся заяц - постоянные включения-переключения привода каретки вперед-назад, причем неравномерно - то проедет вперед, а назад не стронется, то наоборот - отскочит на пару миллиметров - поверхность получалась даже хуже, чем с первоначальным вариантом - с механическими контактами. Вырубили станок, проверили схему, привод - ничего подозрительного. Снова включили, получили "зайца" и снова выключили. Сели думать.