DE8600738U1

DE8600738U1 - Rauheitsprüfer

Info

Publication number: DE8600738U1
Application number: DE19868600738
Authority: DE
Original assignee: Bruel and Kjaer AS
Current assignee: Hottinger Bruel and Kjaer AS
Priority date: 1986-01-14
Filing date: 1986-01-14
Publication date: 1986-02-20
Also published as: JPS62115101U; FR2592949B3; FR2592949A1

Description

Die eine Lasche ist vorzugsweise in der Mitte des Hebels angeordnet, während die andere Lasche am Einspannpunkt angeordnet ist. Hierdurch wird die dem Kristall zugeführte Kraft multipliziert, und gleichzeitig werden unerwünschte Eigenresonanzen des Kristalls fast vollständig entfernt.

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Gase: 01. 55950 ^ _Jaiiüar

Afctieselskabet Brüel & Kjae r

Ncus rum, Dänemark

Rauheitsprüfer

Die Neuerung betrifft ein elektromechanisches Meßsystem

zum Umformen kleiner Bewegungen in dazu proportionale ,'

elektrische Signale, insbesondere zur Messung von _i(

Makro- und Mikröpifofilen von Oberflächen, wobei das |

Meßsystem eine in Verbindung mit dem einen Ende eines ¹J

piezoelektrischen Kristalls ste5*onde Nadel Umfaßt, |

und die Signalspannung vom Kristall zu einem Verstärker |

und einem Anzeigeinstrument geführt wird. N

Aufgabe der Neuerung ist es, ein einfaches und dabei 1

sehr flexibles Meßsystem zu schaffen. ,

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nadel an einem Hebel befestigt ist, der seiner-

seits an einem federnd aufgehängten Gehäuse, das zum Schutz der Nadel dient, und das für die Nadelbewegung Referenz ist, befestigt ist.

Der Hebel oder Arm besteht vorzugsweise aus einer länglichen dünnen Platte mit eingebogenen, sich fast bis zum Einspannpunkt des Hebels an der Platte erstreckenden Rändern, auf der Laschen zum Unterstützen des piezoelektrischen Kristalls befestigt sind, z.B. im Plattenmaterial aufgestanzt.

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Der¹ Hebel kann vorteilhaft mit einem Block oder Klotz am Gehäuse befestigt werden; wobei der Block an einer aufgestanzten Lasche befestigt ist und mittels einer

Stellschraube justierbar ist. 5

Hierdurch wird eine aus wenigen Teilen bestehende Nadelhängevorrichtung erreicht, die leiaht montierbar ist.

Die Neuerung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Bauteile eines neuerungsgemäßen Raü heitsprüfers in schematischer Darstellung,

Fig. 2a eine Draufsicht auf das Nadelgehäüse, Fig. 2b das Nadelgehäuse im Schnitt,

Fig. 2c das Nadelgehäuse im Schnitt in montierter und justierter Einbauposition,

Fig. 3a eine Draufsicht auf den im Nadelgehäuse angebrachten Hebel zum Unterstützen der Nadel,

Fig. 3b desgleichen im Schnitt, und

Fig. 4 eine perspektivische. Darstellung des Rauheitsprüfers.

Fig. 1 zeigt die Bauteile eines neuerungsgemäßen Rauheitsprüfers in schematischer Darstellung * Dieser umfaßt eine am Ende des in Fig. 3 gezeigten Hebels 2 angebrachte Nadel 1. Am Hebel 2 ist ein piezoelektrischer Kristall 3 befestigt, der Signale erzeugt, die zu Ausschlägen der Nadel 1 in aufwärts- und abwärtsgehender Richtung während der Verschiebung des Rauheitsprüfers

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über die Fläche, deren Rauheit zu mesäen ist,

tionäl sind. Die Signale des piezoelektrischen Kristalls werden zu einem Verstärker 4, einem Gleichrichter 5 e Und zu einem Integrator 6 geführt, der ca. alle vier Sekunden ; eine Integration durchführt. Das integrierte Signal wird

\ zu einem Anzeigeinstrument 7 geführt, welches vorzügs-

f weise eine Digitalanzeige aufweist. Bevor mit der Messung

ι angefangen wird, ist der -.Integrator 6 auf Null ZU Stellen

₁₀ Und der piezoelektrische Kristall zu entladen. Während der Messung selbst wird die Nadel 1 mittels eines kleinen Elektromotors, der im in Fig. 4 gezeigten Rauheitsprüfer angebracht ist, über die betreffende Oberfläche geführt. Die Nadel 1 ist in einem an einem Ende federnd aufgehängten Gehäuse .,- aufgehängt. Die Länge des Gehäuses beträgt ungefähr 46 mm. Das Gehäuse weist nur eine kleine öffnung 8a. auf, aus der die Nadel 1 hervorragt. Die Nadel ist hierdurch vor Hindernissen während der Verschiebung über die betreffende Fläche geschützt. Das Gehäuse 8 dient ferner ζ ur Befestigung der Nadel 1 durch einen Hebel 2 mit einer Länge von ungefähr mm. Der Hebel 2 besteht aus einer-mit Löchern versehenen länglichen Platte mit eingebogenen Rändern, die sich aber nicht ganz ibis zum Einspannpunkt 10 des Hebels am Gehäuse erstrecken. Die Höhe der Ränder beträgt ungefähr lmm. Auf der Platte sind Laschen lla, 11b zum Unterstützen des piezoelektrischen Kristalls

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3 befestigt , z.B. durch Nieten, Punkten oder Aufstanzen. Die Laschen lla, 11b weisen eine Höhe von ungefä.hr 3,3 mm auf, während die Länge des Kristalls 3 ungefähr 12,5 mm beträgt. Die eine Lasche lla ist in der Mitte des Arms angeordnet, während die andere Lasche 11b sich am festen Einspannpunkt befindet. Die Ausschläge werden

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vom Kristall 3 auf diese Weise abgetastet, und eine Multiplikation des der Nadel zugeführten Krafteinflusses wird erreicht. Ein weiterer Vorteil der Verkürzung des piezoelektrischen Kristalls 3 ist, daß die Empfindlichkeit gegen unerwünschte Vibrationen herabgesetzt wird. Der Hebel 2 wird am Gehäuse 8 durch einen Block 15 befestigt - vgl.

Fia 2 -, indem der Block 15 an einer Lasche 12 im Gehäuse

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8 befestigt wird. Dei? Block kann danach mittels einer Stellschraube (in der Öffnung 13) zuir Einstellung der waagerechten Position justiert Werden. Das Nadelgehäuse 8 selbst ist am Fahrgestell mittels Schrauben in den Öffnungen 14 befestigt, indem die eine Schraube vom Gehäuse isoliert ist Und zur Weiterleitung des Signals vom Kristall 3 dient. Auf diese Weise ist das Gehäuse durch Stanzen und Prägen vöii verchromtem Berylliumkupf er einteilig herstellbar.

Der Hebel 2 ist infolge der eingebogenen Ränder imstande? in der Längsrichtung Kräfte aufzunehmen. Vor der Messung } kann, falls erförderlich, eine Kontrollmessung auf einer

Referenzfläche bekannter Rauheit vorgenommen werden. Bei einer Nadelauf lagekraft von etwa 10~ N ist die Empfindlichkeit in der beschriebenen Ausführungsform 0,1 Um.

Der Rauheitsprüfer ist ferner so ausgebildet, daß er beliebigen Oberflächen anpaßbar ist. Der Rauheits- ^ 20 prüfer ist mit Gleitschuhen von im Verhältnis zur Wellenlänge der Oberfläche großem Krümmungsradius versehen, so

j§ daß das Gehäuse sich fast nicht in Abhängigkeit von

der Rauhigkeit der Oberfläche bewegt, und deshalb füi". die

Nadelbewegungen als Referenz dienen kann. 25

Der gesamte Rauheitsprüfer weist die Dimensionen

6 χ 2 χ 14 cm auf und ist deshalb in einer Tasche leicht

unterzubringen.

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Claims

hi η · r r e 4 * ft · ι • · * t • B ■ · 1 ■- 5 - § C1Jh11U tz an sprttche

1. Elektromechanisches Me^system zum Umformen kleiner Bewegungen in dazu proportionale elektrische Signale, ir.sberondere zur Messung von Makro- und Mikroprof ilen von Oberflächen, wobei das MejSsystem eine i.n Verbindung mit einem Ende eines piezoelektrischen Kristalls (3) stehende Nadel (1) aufweist, und die Signalspannung vom Krista3.1 (3) zu einem Verstärker (4) und einem Anzeigeinstrument(71 geführt wird, dadurch gekennzeichnet, da/3 die Nadel (1) an einem Hebel (2) befestigt ist, der seinerseits an einem federnd aufgehängten Gehäuse (8), zum Schutz der Nadel (1) befestigt ist.

2· Elektromechanisches Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch *5 ' gekennzeichnet, daß der Hebel (2) aus einer

länglichen dünnen Platte mit eingebogenen, sich fast bis zum Einspannpunkt (10)des Hebels (2) am Gehäuse (8) erstreckenden Rändern besteht.

^' Elektramechaniäches Meßsystem nachAnspruch 1 oder 2> dadurch gekennzeichnet, daß Laschen (Ha, lib) zum Unterstützen des piezoelektrischen Kristalls (3) auf der

Platte befestigt sind«
· Eüektromechaniäches Meßsystem nach Anspruch 3, dadurch ge-

kennzeichnet, da£ die erste Lasche (lla) in der Nähe der Mitte des Hebels (2) angeordnet ist, während die zweite Lasche (lib) am Einspannpunkt (1O)

angeordnet ist.

Elektromechanisches Meßsystem nach den Ansprüchen 1bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (2) mit einem Block (15) am Gehäuse (8) befestigt ist, wobei der Block an einer Lasche(12) befestigt und mittels einer Stellschraube (13) justierbar ist.