DE3412640A1 - Geraet zum messen der kruemmung einer oberflaeche - Google Patents

Geraet zum messen der kruemmung einer oberflaeche

Info

Publication number
DE3412640A1
DE3412640A1 DE19843412640 DE3412640A DE3412640A1 DE 3412640 A1 DE3412640 A1 DE 3412640A1 DE 19843412640 DE19843412640 DE 19843412640 DE 3412640 A DE3412640 A DE 3412640A DE 3412640 A1 DE3412640 A1 DE 3412640A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensors
adjustable
scanner
measuring
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19843412640
Other languages
English (en)
Inventor
Bryan 8035 Gauting Dowdey
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19843412640 priority Critical patent/DE3412640A1/de
Publication of DE3412640A1 publication Critical patent/DE3412640A1/de
Priority to GB08601858A priority patent/GB2185818A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/12Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring diameters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/12Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring diameters
    • G01B7/13Internal diameters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/28Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B7/293Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring contours or curvatures for measuring radius of curvature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Messen der Krümmung einer Oberfläche, z.B. des Außen- oder des Innendurchmessers eines Rohres, mit Hilfe von drei in einer Ebene liegenden Abtastern, die mit ihren, vorzugsweise als Spitzen ausgebildeten, Fühlern auf die Oberfläche aufgesetzt werden können, wobei ein, insbesondere der mittlere, Abtaster verstellbar angeordnet ist derart, daß die Meßfühler aller drei Abtaster die Oberfläche gleichzeitig berühren, und daß die Höhe (Y) des Meßfühlers des verschiebbaren Abtasters über der durch die beiden anderen, einen konstanten Abstand (X) aufweisenden Meßfühler bestimmten Linie für die Messung ausgewertet und der Krümmungsradius oder eine davon abgeleitete Größe angezeigt wird.
Dabei wird die Krümmung in dem Bereich der drei Abtaster gemessen; es braucht sich nicht um einen geschlossenen Kreis zu handeln; die Messung ist auch auf einem durch die Abtaster bestimmten Kreisbogen bzw. Kreissektor möglich. Es kann der Krümmungsradius oder ein Krümmungsmaß entsprechend dem Kehrwert des Krümmungsradius bestimmt werden; insbesondere kann bei einer kreisförmig geschlossenen Oberfläche, z.B. einem Rohr, der Durchmesser, das Doppelte des Krümmungsradius, angegeben werden.
Bei einem nur mit mechanischen Teilen ausgeführten Gerät kann die Bewegung des einen Meßfühlers über ein Getriebe auf einen Zeiger übertragen werden, der entsprechend dem Zusammenhang der auftretenden Verschiebung einen Zeigerausschlag liefert, dessen Skala entsprechend
dem zugehörigen Krümmungsradius od.dgl. eine solche Anordnung ist in der Regel wenig handlich und nur für einen bestimmten Bereich von Krümmungsradien geeignet, weil der Abstand der festen Fühler unveränderlich ist, weil sonst eine andere Skala für den Zeiger angebracht werden müßte. Da insbesondere der kleinste Krümmungsradius bzw. Durchmesser, der noch mit ausreichender Genauigkeit meßbar ist, durch den Abstand (X) bedingt wird, wobei insbesondere bei einer Anordnung, bei der der verstellbare Meßfühler in der Mitte zwischen den in einem festen Abstand (X) fest angeordneten Fühlern angebracht ist, der Krümmungsradius nicht kleiner sein soll als 0,56"X.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Gerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das mit unterschiedlichem Abstand (X) der festen Meßfühler arbeiten kann und bei dem die Umrechnung der abgetasteten Verschiebung des einen Meßfühlers für die Anzeige auf elektrischem Wege erfolgt, so daß in einfacher Weise eine Umschaltung und eine direkte Anzeige in Ziffern möglich ist. Ein 0 solches Gerät ist somit viel universaler anwendbar, gestattet schnelle Messungen und kann auch erheblich genauer sein.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Position des verstellbaren Abtasters gegenüber den festen Abtastern und ihren Fühlern über ein Kopplungsglied auf ein Wandlerelement übertragen wird, das ein elektrisches Meßsignal liefert, aus dem, vorzugsweise mittels einer Recheneinheit, ein Krummungssignal gebildet
und einer Anzeigeeinheit od.dgl. zugeführt wird.
So kann der Krümmungsradius, der Durchmesser oder das Krümmungsmaß angezeigt werden. Mittels eines Schalters kann gegebenenfalls die Recheneinheit umgeschaltet werden, dadurch, daß alternativ eines dieser mit dem Krümmungsradius zusammenhängenden Größen erhalten wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der verstellbare Abtaster gegen Federdruck verschiebbar gelagert, derart, daß er beim Aufsetzen des Gerätes auf die Oberfläche aus einer Ruheposition selbsttätig verschoben wird, bis alle drei Meßfühler gleichzeitig die Oberfläche berühren.
Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann der Abstand (X) der festen Fühler unterschiedlich eingestellt sein, wobei die Recheneinheit entsprechend umgeschaltet wird. Vorzugsweise wird dazu der die festen Fühler tragende Meßkopf ausgewechselt. Nach einer anderen Ausführungsform können die Meßfühler in verschiedene vorgegebene feste Positionsstufen gebracht werden. Es ist auch möglich, daß die während der Messung nicht verstellbaren, vorzugsweise die beiden äußeren, Abtaster einen die Meßfühler tragenden schwenkbaren Teil aufweisen. Dieser kann verstellbar sein mittels einer Steuermechanik, mit der auch die Recheneinheit in der erforderlichen Weise umgeschaltet wird.
Bei einer Änderung des Abstandes der festen Fühler wird zweckmäßig vom Meßkopf über elektrische Kontakte und Leitungen ein, den Abstand der Meßfühler repräsentie-
I ν.»
3 4 11b4 U
rendes Einstellsignal zum Umschalten an die Recheneinheit gegeben.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird aus der Bewegung des verstellbaren Meßfühlers, insbesondere aus der zurückgelegten Wegstrecke oder aus dem durch eine Feder ausgeübten Druck, mittels des Wandlerelementes das elektrische Meßsignal abgeleitet. Durch die Fühlerbewegung kann im Wandlerelement ein elektrischer Widerstand verändert werden; vorzugsweise wird der Widerstand eines Dehnungsmeßstreifens geändert, der dem Druck einer Feder ausgesetzt ist, deren Spannung durch Bewegen des verstellbaren Fühlers verändert wird.
Es kann zweckmäßig sein, daß die Bewegung des verstellbaren Fühlers über eine Feder auf ein Piezoelement einwirkt, das ein vom Druck bzw. von der Druckänderung abhängiges elektrisches Steuersignal liefert.
Nach einer anderen Ausführungsform kann der verstellbare Fühler die Induktivität einer Spule beeinflussen, wobei der Induktivitätswert für das elektrische Steuersignal für die Recheneinheit ausgewertet wird. Vorzugsweise kann die Spule Teil eines die Schwingungen bestimmenden Kreises eines Oszillators sein, wobei dann aus den Oszillatorschwingungen, insbesondere aus ihrer Frequenz, das elektrische Steuersignal für die Recheneinheit gebildet wird. Nach einer weiteren Ausführungsform wird durch die Bewegung des verstellbaren Fühlers eine in einem Strahlungsweg angeordnete Blende verstellt und aus der beeinflußten Strahlung, insbesondere der Intensitätsänderung, das
Steuersignal für die Recheneinheit gebildet werden. Durch die Blende kann auch die Farbe der durchgelassenen Strahlung verändert und dann ausgewertet werden. Vorzugsweise dient als Blende eine lichtundurchlässige runde Scheibe, die durch den verstellbaren Fühler in Drehung gesetzt wird und die auf einer kreisförmigen Bahn Schlitze trägt, die im Lichtweg zwischen einer Lichtquelle, z.B. einer Infrarot-Quelle, und einem Lichtempfänger, z.B. einem Fototransistor, liegt, der je nach Lichteinfall wechselnde, vorzugsweise impulsförmige, elektrische Signale liefert, die das Steuersignal für die Recheneinheit darstellen. Das Steuersignal kann gegebenenfalls durch Zählen der Lichtimpulse gebildet werden, die von einer Nullstellung aus beim Aufsetzen des Krümmungsmeßgerätes auftreten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
F i g. 1 zeigt eine diometrische Darstellung zur Erläuterung des zugrunde liegenden Berechnungsprinzipes. F i g. 2 und 3 zeigen in Aufsicht und im Schnitt, teilweise schematisch, ein Meßgerät nach der Erfindung mit einer drehbaren Schlitzblende.
F i g. 4 zeigt für ein Meßgerät nach der Erfindung eine Ausführungsform des verschiebbaren Meßfühlers, bei der die Position des Meßfühlers mittels einer in seinem Innenraum angebrachten Strahlungslaufzeit-Meßstrecke bestimmt wird.
F i g. 5 und 6 zeigen ein Meßgerät nach der Erfindung, das von der Seite in ein Rohr hineingeschoben werden
kann, um den Innendurchmesser zu bestimmen.
In Fig. 1 wird durch das Kreisbogenstück 1 die Oberfläche angedeutet, deren Krümmungsradius r zwischen dem Krümmungsmittelpunkt M und der Linie 1 gemessen werden soll. In den Punkten L,V,R sind die spitzenförmigen Fühler eines Meßgerätes nach der Erfindung aufgesetzt. Infolge der Krümmung der Linie 1 ist gegenüber der Verbindungslinie der Punkte L und R - die eine Sehne der Kreisbogenlinie 1 darstellt - der mittlere Fühler am Punkt V um eine Höhe Y angehoben. Die Radiuslinie vom Punkt V zum Mittelpunkt M schneidet die Sehne L - R am Punkt S unter einem rechten Winkel. Dadurch wird ein rechtwinkliges Dreieck MSR gebildet. Die Länge der Seite SR beträgt die Hälfte des Abstandes zwischen den spitzenförmigen Fühlern an den Punkten L und R, also X/2. Die Seite MS wird erhalten durch den Radius r zwischen dem Aufsatzpunkt V des verstellbaren Fühlers und dem Mittelpunkt M abzüglich der durch das Gerät gemessenen Höhe zwischen den Punkten V und S, so daß sich für diese Seite (r-Y) ergibt. Für das rechtwinklige Dreieck MSR gilt also:
= r2 (1)
Durch Umrechnen erhält man
r2 - 2rY + Y2 = r2 (2)
if) +
2rY = /i
(4)
2y
Es ist also möglich, mit einem Abstand X zwischen den Aufsetzpunkten der festen Meßfühler und einer Auslenkung Y des Aufsetzpunktes des verstellbaren Meßfühlers bei einer gekrümmten Oberfläche den Krümmungsradius zu berechnen.
Daraus läßt sich leicht der Durchmesser (2r) oder das Krümmungsmaß (l/r) od.dgl. ableiten. Dabei braucht die Länge des Kreisbogens entsprechend der Linie 1 nur wenig länger zu sein, als für das Erfassen der Sehne L R erforderlich ist.
Die Fig. 2 und 3 zeigen in Aufsicht ein Meßgerät nach der Erfindung mit einem Gehäuseteil 2, der oben offen ist und dessen Boden in Fig. 2 auf der vom Betrachter abgewandten hinteren Seite liegt, während Fig. 3 einen Schnitt durch Fig. 2 darstellt, bei dem die offene Seite, von der in Fig. 2 in das Gerät von oben hineingesehen wird, oben und der gegenüberliegende Boden unten dargestellt sind. In Fig. 2 ist die gekrümmte Oberfläche 3 eines beliebigen Körpers auf die spitzenförmigen Meßfühler 4,5 und 6 von Abtastern 7,8 und 9 aufgesetzt. Die Abtaster 7 und 9 sind mittels Schrauben 10 und 11 - die gegebenenfalls durch andere Befestigungselemente oder weitere Schrauben ersetzt bzw. ergänzt sein können - an einem U-förmigen Halteelement 12 befestigt. Die Fühler 4 und 6 sind somit
fest angebracht, so daß zwischen ihnen ein definierter Abstand besteht, entsprechend der Strecke X zwischen den Punkten L und R in Fig. 1. Der in der Mitte angebrachte Abtaster 8 mit dem Fühler 5 ist gegenüber der, bei angedeuteten, die Fühler 4 und 6 verbindenden Kreissehne um eine Strecke Y zurückgeschoben, die der Strecke Y zwischen den Punkten V und S in Fig. 1 entspricht. Das Halteelement 12 ist mittels Schrauben 15 und 16 an einer Kopfplatte 17 befestigt, die im oberen Teil des Gehäuses 2 fest angebracht ist. Das Halteelement und die Kopfplatte tragen in Flucht je eine Öffnung, durch die der Abtaster 8 und eine mit ihm fest verbundene Kopplungsstange 18 bewegbar hindurchreichen. Die Kopplungsstange 18 trägt an ihrem anderen Ende eine scheibenförmige Platte 19 und ist mit dieser über eine Feder 20, ein scheibenförmiges Element 21 und Stützböcke 22 an der Gehäusewandung 2 abgestützt. Wenn eine gekrümmte Oberfläche 3 auf diese Anordnung aufgesetzt wird, wird der Fühler 5 gegen den Druck der Feder 20 nach unten verschoben.
Die Kopplungsstange 18 trägt eine Zahnung 23, z.B. mit einem Zahnabstand von 1 mm, in die ein Zahnrad 24 eingreift. Dieses ist fest gekuppelt mit einem gestrichelt angedeuteten Zahnrad 25, das weiter in ein durch eine gestrichelte Linie angedeutetes Zahnrad 26 eingreift. Das Zahnrad 26 sitzt fest auf der gleichen Achse mit einer Blendenscheibe 27. Die trägt auf ihrem gesamten Umfang, etwa entsprechend der Linie 28 Blendenschlitze 29, deren Zahl auf den ganzen Umfang 200 beträgt. Das Zahnrad 24 hat zehn Zähne, das Zahnrad 25 fünfzig Zähne
und das Zahnrad 26 zehn Zähne. Daraus ergibt sich, daß bei einer Verschiebung der Kopplungsstange 18 um 1 mm die Blendenscheibe 27 eine halbe Umdrehung, entsprechend einhundert Blendenschlitzen 29, ausführt.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt entsprechend der Linie A - A in Fig. 2 in Ansicht von unten. Die Scheibe 27 mit dem Zehnrad 26 werden von einem Lagerbock 30 in nicht näher dargestellter Weise, gegebenenfalls auf einem Kugellager 31 getragen. Auf dem Lagerbock 30 ist weiter eine Lagerplatte 32 befestigt, die zur Lagerung der miteinander auf der gleichen Welle angebrachten Zahnräder 24 und 25 dient.
Die Kopplungsstange 18 wird zwischen dem Lagerbock 30 und dem Zahnrad 24 geführt. In Fig. 3 ist über dem linken Randteil der Blendenscheibe 27 und somit über den Schlitzen 29 an einem Halter 33 eine Infrarot-Lichtquelle 34 angebracht, die in nicht dargestellter Weise beim Messen von einer Batterie gespeist wird. Der Lampe gegenüber ist innerhalb einer Halterung 35 unterhalb der Schlitze 29 ein lichtempfindliches Element, z.B.
ein für Infrarot empfindlicher Fototransistor, angebracht, der ein elektrisches Signal abgibt, das an Klemmen entnommen werden kann.
Im Gehäuse 2 nach Fig. 2 ist weiter eine Recheneinheit 37 untergebracht, die aus dem elektrischen Impulssignal von den Klemmen 36 insbesondere aus den Hell-Dunkel- bzw. Dunkel-Hell-Übergängen ein Signal herstellt, das die Größe Y des Fühlers 5 unter der Sehne 13 zwischen den Fühlern 4 und 6 angibt. Aus diesem Signal wird dann ent-
sprechend der oben angegebenen Formel (4) in der Recheneinheit 37 der Krümmungsradius r berechnet, vorzugsweise über einen tabellarischen Speicher. Das erhaltene Signal wird vom Ausgang 38 über eine Doppelleitung 39 den Eingangsklemmen 40 einer Anzeigeeinheit 41 zugeführt, die auf der Oberseite des Gehäuses 2 angebracht sein kann, wie in Fig. 2 und 3 durch die punktierten Linien 41 angedeutet ist. Die Anzeigeeinheit 41 gibt den gemessenen Krümmungsradius in Ziffern wieder.
Mit der Recheneinheit 37 kann auch ein Speicher verbunden sein, der entweder den gemessenen Y-Wert oder das erhaltene Anzeigeergebnis festhält, so daß eine Ablesung über längere Zeit möglich ist, auch wenn das Meßgerät wieder von der gekrümmten Oberfläche abgenommen ist. Es ist dann eine Einrichtung, z.B. ein Taster, zur Rücksetzung in nicht dargestellter Weise vorzusehen.
In einer anderen Ausbildung der Erfindung kann das scheibenförmige Element 21 als druckempfindlicher Widerstand ausgebildet sein, der mit einem Eingang 42 der Recheneinheit 37 verbunden ist. Bei einer Verschiebung des mittleren Fühlers 5 wird dann die Feder 20 gespannt und damit der Druck auf das Element 21 erhöht, so daß sich dessen elektrischer Widerstand verändert. Diese Änderung wird in der Recheneinheit 37 ausgewertet und in entsprechender Weise 5 in ziffern für den ermittelten Krümmungsradius wiedergegeben. In diesem Fall sind die mechanischen Teile zur Bewegung der Scheibe 27 und deren optische Abtastung nicht erforderlich.
Um verschiedene Krümmungsradien bzw. Durchmesser mit etwa gleicher Genauigkeit messen zu können, ist es zweckmäßig für große Durchmesser den Abstand der festen Fühler 4 und 6 groß und für kleine Durchmesser klein zu wählen. Dazu kann die Halterung 12 mit den Abtastern 9 und 7 ausgetauscht werden und z.B. eine solche Anordnung auf die Platte 17 aufgesetzt werden, bei der die Fühler der Abtaster 7 und 9 entsprechend der in Fig. 2 gestrichelten Darstellung 44 und 44a nach innen abgeknickt sind. Wenn der ganze Kopf ausgewechselt wird, kann von an ihm angebrachten Kontakten 45 über eine Leitung 46 ein entsprechender Steuerwert an den Eingang 47 der Recheneinheit 37 gegeben werden, so daß dort die Umrechnung des Verschiebungssignals Y vom Meßfühler 5 mit dem dann geltenden Abstandswert χ zwischen den festen Meßfühlern 44 und 44a erfolgt. Es ist auch möglich, die Fühler 4 bzw. 44 und 6 bzw. 44a schwenkbar auszubilden. Der für die Schwenkung vorgesehene, nicht dargestellte Mechanismus, z.B. ein Spindeltrieb, muß dann in geeigneter Weise ein Signal an den Rechner 37 abgeben, um die vorstehend genannte Änderung der Umrechnung vorzunehmen.
Das scheibenförmige Element 21 kann auch als Piezokörper ausgebildet werden, der unter dem Druck bzw. der Druckänderung der Feder ein Signal über die Leitungen 42 an die Recheneinheit 37 liefert.
Der verstellbare Abtaster 8 kann über die Kopplungsstange 18 auch die Induktivität einer Spule verändern, was dann von der Recheneinheit 37 gemessen und ausgewertet
— IR —
werden kann. Insbesondere kann die Spule Teil eines schwingungsbestimmenden Kreises eines Oszillators sein, wobei aus den Oszillatorschwingungen, insbesondere aus ihrer Frequenz, das elektrische Steuersignal für die Recheneinheit 37 gebildet wird.
Die Position des verstellbaren Meßfühlers 8 kann auch durch in seinem Inneren verlaufende Stoßwellen bestimmt werden, die entsprechend einem Echolot wirken. Dazu ist gemäß Fig. 4 der Abtaster 8 rohrförmig ausgebildet mit einer in den Meßfühler 5 auslaufenden Spitze. Dieser Abtaster wird in einer Hülse 48 geführt, die an ihrem hinteren Ende einen Stoßwellengenerator 49 trägt. Der Abtaster 8 steht unter der Einwirkung einer Feder 50, die beim Aufsetzen einer gekrümmten Oberfläche mehr oder weniger zusammengedrückt wird.
Der Generator 49 wird von einer Schwingungseinheit 51 gespeist, so daß er Stoßwellen in Form sehr kurzer Impulse abgeben kann. Diese werden, wie durch die gestrichelte Linie 52 angedeutet ist, ausgestrahlt zum Kopf des Abtasters 8 hin, in dem ein Reflektionskörper 53 fest angebracht ist. Die Welle wird somit etwa entsprechend der gestrichelten Linie 54 zurückgestrahlt und vom Generator 49, der dann als Empfänger dient, aufgenommen und an die Einheit 51 übertragen. Aus der Zeitdifferenz zwischen Ausstrahlung entsprechend der Linie 52 und Rückkehr entsprechend der Linie 54 kann die Position des Fühlers 5 bestimmt und ein entsprechender Y-Wert von den Ausgangsklemmen 55 der Einheit 51 an die Recheneinheit 37 weitergegeben werden.
19 " 3Λ12640
Die Fig. 5 und 6 zeigen ein Meßgerät nach der Erfindung, das in ein Rohr hineingeschoben werden kann und dort von innen her den Innendurchmesser mißt. Dazu trägt ein Gehäuse 60 an seinem vorderen Teil feste Abtaster 61 und 62 mit zugeordneten spitzenartigen Fühlern 63 und
64. Zwischen diesen festen Abtastern ist ein verschiebbarer Abtaster 65 mit spitzenförmigem Meßfühler 66 angebracht, der über eine Öffnung des Gehäuses 60 mit dem einen Ende eines Hebels 67 in Verbindung steht, der bei 68 drehbar gelagert ist und dessen anderes Ende über eine Auflage 69 und einen Flansch 70 von einer Feder 71 belastet wird. Das andere Ende der Feder 71 liegt auf einem scheibenförmig ausgebildeten Element 72, das über Blöcke 73 am Gehäuse abgestützt ist und einen Dehnungsmeßstreifen trägt, der über Klemmen 74 entsprechend dem Druck einen elektrisch auswertbaren Wert abgibt. Die Klemmen 74 sind mit einer Recheneinheit 75 verbunden, an die andererseits über Leitungen 76 eine Anzeigeeinheit 77 angeschlossen ist.
Normalerweise ragt die Spitze 66 zu einem maximalen Wert über die Verbindungslinie der Spitzen 63 und 64 hervor. Wenn das Meßgerät in ein Rohr eingeführt und gegen die gekrümmte Rohrwandung gedrückt ist, wird die Spitze 66 zurückgedrückt, so daß dann alle drei Spitzen gemeinsam an der durch die gestrichelte Linie 78 angedeuteten inneren Rohrwandung anliegen. Der geänderte Widerstandswert des Elementes 72 wird dann über die Recheneinheit 75 ausgewertet, und der ermittelte Innendurchmesser wird in der Anzeigeeinheit 77 in Ziffern angezeigt.
Die für die Speisung der mechanisch-elektrischen Wandlerelemente, der Recheneinheit, der Anzeigeeinheit usw. sowie die für die Bedienung erforderlichen Ein- und Aus-Schalter sind der einfachthexthalber nicht dargestellt. Neben den aufgezeigten und beschriebenen Meßumwandlungsmöglichkeiten kann eine Meßumwandlung auch durch eine Messung durch einen reflektierten Laserstrahl erfolgen. Durch die dabei auftretenden Interferenzeffekte der Lichtwellen können Schritte von ungefähr 0,8 um gemessen werden, und zwar in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lasers.
- Leerseite -

Claims (19)

  1. Patentansprüche
    » 1.) Gerät zum Messen der Krümmung einer Oberfläche, z.B. des Außen- oder des Innendurchmessers eines Rohres, mit Hilfe von drei in einer Ebene liegenden Abtastern, die mit ihren, vorzugsweise als Spitzen oder Schneiden ausgebildeten Meßfühlern auf die Oberfläche aufgesetzt werden können, wobei ein, insbesondere der mittlere, Abtaster verstellbar angeordnet ist, so, daß die Meßfühler aller drei Abtaster die Oberfläche gleichzeitig berühren, und daß die Höhe (Y) des verstellbaren Abtasters über der durch die beiden anderen, einen konstanten Abstand (X) aufweisenden Meßfühler bestimmten Linie für die Messung
    ausgewertet und der Krümmungsradius oder eine davon abgeleitete Größe angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des verstellbaren Abtasters (8) gegenüber den festen Abtastern (7,9) und ihren Fühlern (4,6) über ein Kopplungsglied (18) auf ein Wandlerelement (34,27,35) übertragen wird, das ein elektronisches Meßsignal (36) liefert, aus dem, vorzugsweise mittels einer Recheneinheit (37), ein Krümmungssignal gebildet und einer Anzeigeeinheit (41) od.dgl. zugeführt wird.
    10
  2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Abtaster (8) gegen Federdruck (20) verschiebbar gelagert ist, derart, daß er beim Aufsetzen des Gerätes auf die Oberfläche (3) aus einer Ruheposition selbsttätig verschoben wird, bis alle drei Meßfühler gleichzeitig die Oberfläche (3) berühren.
  3. 3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (X) der festen Fühler (44,44a) unterschiedlich eingestellt und die Recheneinheit (37) entsprechend umgeschaltet werden kann.
  4. 4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (12) auswechselbar ist.
  5. 5. Gerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Messung festen Meßfühler (44,44a) in verschiedene vorgegebene feste Positions-Stufen gebracht
    werden können.
  6. 6. Gerät nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Messung nicht verstellbaren, vorzugsweise die äußeren, Abtaster (7,9) einen die Meßfühler tragenden schwenkbaren Teil (44,44a) aufweisen.
  7. 7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Teil verstellt werden kann mittels einer Steuermechanik, mit der auch die Recheneinheit (37) in der erforderlichen Weise umgeschaltet wird.
  8. 8. Gerät nach Anspruch 3,4,5,6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß vom Meßkopf (12) über elektrische Kontakte
    (45) und Leitungen 46) ein, den Abstand der Meßfühler (4,6;44,44a) repräsentierendes Einstellsignal zum Umschalten an die Recheneinheit gegeben wird.
  9. 9. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß aus der Bewegung des verstellbaren Fühlers (5), insbesondere der zurückgelegten Wegstrecke oder dem von einer Feder (20) ausgeübten Druck mittels des Wandlerelementes das elektrische Meßsignal abgeleitet wird.
  10. 10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Fühlerbewegung im Wandlerelement (21) ein elektrischer Widerstand verändert wird.
  11. 11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand eines Dehnungsmeßstreifens geändert wird, der dem Druck einer Feder (20) ausgesetzt ist, deren Spannung durch Bewegen des verstellbaren Fühlers
    (5) verändert wird.
  12. 12. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des verstellbaren Fühlers über eine Feder (20) auf ein Piezoelement (21) einwirkt, da es vom Druck bzw. von der Druckänderung abhängige elektrische Steuersignale liefert.
  13. 13. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Fühler die Induktivität einer Spule beeinflußt und der Induktivitätswert für das elektrische Steuersignal zum Steuern der Recheneinheit (37) ausgewertet wird.
  14. 14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule Teil eines schwingungsbestimmenden Kreises eines Oszillators ist und aus den Oszillatorschwingungen, insbesondere aus ihrer Frequenz, das elektrische Steuersignal für die Recheneinheit (37) gebildet wird.
  15. 15. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Bewegung des verstellbaren Fühlers eine in einem Strahlenweg angeordnete Blende (27,29) verstellt und aus der beeinflußten Strahlung, insbesondere der
    Intensitätsänderung, das Steuersignal für die Recheneinheit (37) gebildet wird.
  16. 16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Blende eine lichtundurchlässige Scheibe (27) dient, die durch den verstellbaren Fühler (5) in Drehbewegung gesetzt wird und die auf einer kreisförmigen Bahn (28) Schlitze (29) trägt, die im Lichtweg zwischen einer Lichtquelle, z.B. einer Infrarot-Lichtquelle (34), und einem Lichtempfänger (35), z.B. einem Fototransistor, liegt, der je nach Lichteinfall wechselnde, vorzugsweise impulsförmige elektrische Signale liefert, die das Steuersignal für die Recheneinheit (37) darstellen.
  17. 17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal durch Zählen der Lichtimpulse gebildet wird.
  18. 18. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des verstellbaren Abtasters (8) durch
    Stoßwellen (52,54) bestimmt wird, die den Abstand zwischen einer mit den festen Fühlern verbundenen ersten Refferenzflache (an 49) und einer mit dem verstellbaren Fühler verbundenen zweiten Refferenzflache (an 53) messen (Fig. 4). 25
  19. 19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßwellen (52,54) innerhalb des Abtasters (8) und gegebenenfalls eines zugeordneten Kopplungs- bzw.
    Führungselementes (48) verlaufen.
DE19843412640 1984-04-04 1984-04-04 Geraet zum messen der kruemmung einer oberflaeche Withdrawn DE3412640A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843412640 DE3412640A1 (de) 1984-04-04 1984-04-04 Geraet zum messen der kruemmung einer oberflaeche
GB08601858A GB2185818A (en) 1984-04-04 1986-01-27 Instrument to measure surface curvature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843412640 DE3412640A1 (de) 1984-04-04 1984-04-04 Geraet zum messen der kruemmung einer oberflaeche

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3412640A1 true DE3412640A1 (de) 1985-10-17

Family

ID=6232647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843412640 Withdrawn DE3412640A1 (de) 1984-04-04 1984-04-04 Geraet zum messen der kruemmung einer oberflaeche

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE3412640A1 (de)
GB (1) GB2185818A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4305842A1 (de) * 1993-02-25 1994-09-01 Wissner Rolf Verfahren zum dreidimensionalen Erfassen einer Oberfläche
CN112781482A (zh) * 2020-08-21 2021-05-11 哈尔滨工业大学(威海) 可变形曲面的空间曲率的测量方法以及电感式空间曲率测量敏感元件的制作方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2211940B (en) * 1987-11-04 1991-07-10 Moore Dr David Measuring the roundness of object
GB2266377B (en) * 1992-03-21 1996-06-12 John Robert Cooper A measuring instrument
US6079113A (en) * 1998-03-18 2000-06-27 Helmrichs; Terry L. Electronic radius gauge
FR2843453B1 (fr) * 2002-08-08 2004-11-05 Regie Autonome Transports Procede et dispositif de determination du diametre d'un objet sensiblement cylindrique
CN100507476C (zh) * 2007-03-29 2009-07-01 扬州大学 西瓜成熟度计
FR2949151A1 (fr) * 2009-08-13 2011-02-18 Julien Marques Dispositif permettant de relever un rayon par trois points
DE102018132055B4 (de) 2018-12-13 2022-08-25 Endress + Hauser Flowtec Ag Ultraschallwandleranordnung einer Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmessstelle, und eine Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmessstelle sowie Verfahren zur Inbetriebnahme der Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmessstelle

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1930769B2 (de) * 1969-06-18 1976-10-28 Unterberger, Richard, Prof. Dr.techn. Ing., 8000 München Einrichtung zur messung des kruemmungsradius von kurvenscheiben
US3802087A (en) * 1971-07-19 1974-04-09 Inductosyn Corp Measuring apparatus
US3848339A (en) * 1973-02-09 1974-11-19 R Strasbaugh Cylometer
IT1005117B (it) * 1973-09-04 1976-08-20 Finike Italiana Marposs Apparecchiatura per la misura indiretta dello sviluppo in lun ghezza di sedi o scanalature curve in pezzi meccanici
US4141149A (en) * 1976-09-30 1979-02-27 Gravure Research Institute, Inc. Portable comparator gage for measuring the relative deviation in the diameter of cylinders
NL7808975A (nl) * 1978-08-31 1980-03-04 Hoekstra Tech Handel Meter, geschikt voor bepaling van de radius van het deel van een voorwerp, waarvan de cirkelcilinder de geometrische basisvorm is.
GB2087561A (en) * 1980-11-11 1982-05-26 Smt Pullmax Apparatus for measuring the curvature of a single-curved surface

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4305842A1 (de) * 1993-02-25 1994-09-01 Wissner Rolf Verfahren zum dreidimensionalen Erfassen einer Oberfläche
CN112781482A (zh) * 2020-08-21 2021-05-11 哈尔滨工业大学(威海) 可变形曲面的空间曲率的测量方法以及电感式空间曲率测量敏感元件的制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
GB8601858D0 (en) 1986-03-05
GB2185818A (en) 1987-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4422641C2 (de) Optisches Wellenmeßgerät
DE69728401T2 (de) Winkeldetektionsverfahren und -vorrichtung für biegemaschine
DE2229887C3 (de) Entfernungsmeßgerät mit einem als Sender arbeitenden Laser und seine Anwendung zur Geschwindigkeitsmessung
DE19947001A1 (de) Instrument zur Messung der Oberflächenkontur
DE2213963A1 (de) Koordinatenmesser
DE2444644A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ermittlung und groessenbestimmung von einschluessen in edelsteinen
DE3412640A1 (de) Geraet zum messen der kruemmung einer oberflaeche
EP0243524A1 (de) Einrichtung zur Messung der Kreisformabweichung exzentrischer Lagerflächen, insbesondere von Pleuellagern
DE1202012B (de) Fotoelektrische Vorrichtung zum genauen Bestimmen der Lage eines Teilungsmerkmales
DE2436510A1 (de) Vorrichtung zur bestimmung der position eines stueckes
DE3221709A1 (de) Bohrstaender mit bohrhubanzeige
DE1548525C3 (de) Mit kontinuierlicher Frequenzänderung arbeitender Modulationsphasenvergleichs-Entfernungsmesser
EP0103216A1 (de) Holzmessvorrichtung
DE10319947A1 (de) Einrichtung zur Messung der Umfangsgestalt rotationssymmetrischer Werkstücke
DE1548305C3 (de) Gerät zur Bestimmung der Oberflächenrauhigkeit
DE19642293C2 (de) Koordinatenmeßgerät
CH372733A (de) Vorrichtung zum selbsttätigen Nachfahren von Linien oder Kurven
DE2837014C3 (de) Anordnung zur Messung des Abstandes der Abstandsänderung sowie der Abstandsänderungsgeschwindigkeit zweier auf einer vorbestimmten Bewegungsbahn relativ zueinander bewegbarer Körper
DE2832986C2 (de) Schiebelehre
DE2542304A1 (de) Messvorrichtung fuer incrementale messungen
DE2935898C2 (de) Rotationstransduktor zur Positionsmessung
DE2237138C3 (de) Winkelmesser
DE3107728C2 (de) Längenmeßeinrichtung
DE7922890U1 (de) Schiebelehre
DE3637858A1 (de) Verfahren und anordnung zur messung der dicke eines fadenfoermigen objekts

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee