В "Радіо", 2002, № 2 у статті А. Бєльського "Оцінка товщини лакофарбового покриття" був описаний простий прилад, здатний виявити місця з нерівномірною товщиною захисного шару емалі на кузові автомобіля. Нижче ми поміщаємо опис ще одного вимірювача товщини покриття, що володіє більш високими експлуатаційними якостями.
В останні кілька років у Росії відзначено підвищений попит на старі легкові автомобілі закордонного виробництва. Ні для кого не секрет, що багато з цих машин мають кузова, пройшли відновлювальний ремонт після різних дорожньо-транспортних пригод.
Майже бездоганний шар емалі нерідко приховує під собою сильно зім'яті місця, а то й факт зварювання кузова з двох частин. Продають ж ці машини за цінами "небитих". Вимірювач товщини покриття може допомогти виявити подібні дефекти.
Прилад, описаний А. Бєльським в "Радіо", 2002, № 2, с. 57, може вимірювати товщину емалі, нанесеної тільки на феромагнітну основу. Датчик розрахований на роботу з плоскими поверхнями - вже при невеликій кривизні різко збільшується похибка вимірювання. Крім цього, для живлення приладу потрібно мережа змінного струму напругою 220 В.
Вимірювач товщини покриття, описаний нижче, являє собою ємнісний датчик, підключений до вимірювача малих значень ємності (яким може служити будь портативний мультиметр з функцією "Сг"). Показання вимірника не залежать ні від металу, на який нанесено контрольоване покриття (сталь, оцинкована сталь, алюмінієвий сплав тощо), ні від його товщини.
Датчик являє собою дві обкладки двох послідовно включених конденсаторів, третьої загальної обкладкою яких служить металева поверхня з досліджуваним покриттям (рис. 1,а і б). Якщо припустити, що площа обкладок строго однакова і покриття рівномірно по товщині і діелектричної проникності, ємність конденсаторів С1=С2=С, а ємність датчика Сд = 0,5 С + Сп, де Сп - паразитна ємність між робочими обкладками і провідниками, з'єднують датчик з вимірювачем ємності.
Легко бачити, що, по-перше, роздільна здатність датчика тим більше, чим менше паразитна ємність З по відношенню до З, і, по-друге, ємність датчика і товщина покриття перебувають у зворотній залежності.
Вимірювач ємності (я користуюся приладом MASTECH M890G) живиться від вбудованої батареї. Датчик харчування не вимагає.
Конструкція датчика не відрізняється великою критичністю. Пристрій одного з його варіантів зображено на рис. 2. В якості корпусу використана стандартна мережева вилка, у якої видалені контактні штирі (тримач штирів збережено) і плоским напилком вирівняна робоча кромка.
До кромки клеєм "Момент" прикріплюють диск діаметром 37 мм, вирізаний з склотекстоліти товщиною 1,5...2 мм. Попередньо диску свердлять два отвори для висновків обкладок. З м'якої листової мікропористої гуми товщиною 3...4 мм з гладкими поверхнями вирізають диск такого ж діаметра і прорізають в ньому такі ж отвори. Гумовий диск наклеюють на стеклотекстолітовий так, щоб отвори збіглися.
Обкладки вирізують з мідної або латунної фольги товщиною 0,05...0,1 мм з припуском по зовнішньому контуру. До обкладкам, напроти отворів, припаюють за висновку завдовжки 300 мм провід МГТФ або МГШС перерізом 0,07...0,25 мм2. Висновок місці пайки повинен бути перпендикулярний обкладки. Висновки пропускають через отвори і тим же клеєм приклеюють обкладки до гумовому диску так, як показано на кресленні. Виступаючі надлишки фольги обрізають ножицями, вирівнюють по краях і зачищають від задирок з боку робочої поверхні дрібнозернистою наждачним папером.
Щоб забезпечити мінімальну власну ємність з'єднувального кабелю, його краще виготовити самостійно. Для цього на кожен висновок датчика надягають за відрізку поліетиленової трубки - внутрішньої ізоляції телевізійного кабелю. Якщо отвір у трубці настільки мало, що просмикнути в нього висновки не вдається, їх потрібно замінити відрізками обмотувального дроту діаметром 0,1...0,12 мм Кінці кабелю обов'язково фіксують у корпусі датчика і на колодці роз'єму.
Колодку вирізують з фольгованого склотекстоліти товщиною 1 мм Фольгу потрібно видалити, залишивши її тільки на контактних штирях.
При акуратному виконанні датчика його повна місткість не перевищує 10 пФ. Для порівняння: виміряна ємність при визначенні товщини покриття близько 0,05 мм дорівнює приблизно 100 пФ.
Тепер залишається лише скласти калібрувальну таблицю у тому ж порядку, як це описано у згаданій статті А. Бєльського. У якості "калібру" використовують листи папери відомої товщини. Незважаючи на те що калібрувальна залежність нелінійна, на практиці це не настільки важливо, оскільки основне призначення приладу - пошук ділянок з покриттям нерівномірної товщини.
Коротко про роботу з приладом. Перед вимірюванням досліджувану поверхню необхідно очистити від пилу і висушити. Датчик щільно притискають до поверхні в місці, має мінімальну кривизну, і домагаються максимального показання приладу. Повторюють вимірювання в декількох характерних точках. Якщо об'єктом дослідження є автомобіль, доцільно перед цим зняти аналогічну таблицю показань приладу з нового автомобіля цієї моделі в автосалоні.
На закінчення зазначу, що багатьом здасться більш зручним працювати з аналоговим вимірювач ємності з микроамперметром на виході і батарейним живленням. Опис таких приладів можна знайти в журналі "Радіо".
Автор: І. Чеховський, р. Щолково Московської обл.