DE3412640A1 - Geraet zum messen der kruemmung einer oberflaeche - Google Patents
Geraet zum messen der kruemmung einer oberflaecheInfo
- 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- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/12—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring diameters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/12—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring diameters
- G01B7/13—Internal diameters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/28—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring contours or curvatures
- G01B7/293—Measuring 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.
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)
- 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 Messungausgewertet 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. 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. 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. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (12) auswechselbar ist.
- 5. Gerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Messung festen Meßfühler (44,44a) in verschiedene vorgegebene feste Positions-Stufen gebrachtwerden können.
- 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. 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. 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. 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. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Fühlerbewegung im Wandlerelement (21) ein elektrischer Widerstand verändert wird.
- 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. 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. 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. 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. 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 derIntensitätsänderung, das Steuersignal für die Recheneinheit (37) gebildet wird.
- 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. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal durch Zählen der Lichtimpulse gebildet wird.
- 18. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des verstellbaren Abtasters (8) durchStoßwellen (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. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßwellen (52,54) innerhalb des Abtasters (8) und gegebenenfalls eines zugeordneten Kopplungs- bzw.Führungselementes (48) verlaufen.
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)
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)
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)
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 |
-
1984
- 1984-04-04 DE DE19843412640 patent/DE3412640A1/de not_active Withdrawn
-
1986
- 1986-01-27 GB GB08601858A patent/GB2185818A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
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 |