RU2193157C2

RU2193157C2 - Optical method measuring linear characteristics of flexible sheet objects and gear for its embodiment

Info

Publication number: RU2193157C2
Application number: RU2000130141A
Authority: RU
Inventors: Б.В. Зайцев; А.В. Носов
Original assignee: Московский государственный университет дизайна и технологии
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2002-11-20

Abstract

FIELD: measurement technology, measurement of linear characteristics of flexible sheet objects, for instance, materials used in light industry. SUBSTANCE: readings of instrument are taken in two test points. One point corresponds to coordinate of edge of support, another point corresponds to coordinate of surface of material after its bending relative to edge of support. Rotary support with spring-loaded clamp to seize edge of measured object mounted on carriage of instrument is key element of gear fixing specimen of flexible material. EFFECT: increased accuracy of measurement of linear characteristics of flexible sheet materials. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерению линейных характеристик (например, толщины) гибких листовых объектов (например, материалов, используемых в легкой промышленности). The invention relates to the field of measuring equipment, namely to measuring linear characteristics (e.g., thickness) of flexible sheet objects (e.g., materials used in light industry).

Известны контактные способы измерения толщины различных гибких листовых объектов. Суть таких способов в том, что измерение геометрической характеристики (толщины объекта, а также других линейных размеров) сводится к измерению величины перемещения контактирующего с объектом датчика. Однако недостаток этих способов в том, что в месте контакта датчика с объектом возникает деформация последнего, что приводит к неточности измерения [1]. Contact methods for measuring the thickness of various flexible sheet objects are known. The essence of such methods is that the measurement of the geometric characteristics (thickness of the object, as well as other linear dimensions) is reduced to measuring the displacement of the sensor in contact with the object. However, the disadvantage of these methods is that at the point of contact of the sensor with the object, a deformation of the latter occurs, which leads to inaccurate measurements [1].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является оптический способ измерения линейных характеристик (например, глубины сквозных отверстий) с использованием измерительного микроскопа, заключающийся в определении по показаниям измерительного прибора координат двух контрольных точек, характеризующих проекцию замеряемой величины, затем саму величину определяют расчетным путем [2]. The closest technical solution, selected as a prototype, is an optical method for measuring linear characteristics (for example, depth of through holes) using a measuring microscope, which consists in determining the coordinates of two control points characterizing the projection of the measured value from the readings of the measuring device, then the value itself is determined by the calculated by [2].

Недостатком прототипа является то, что данный способ измерения используют только для жестких объектов. The disadvantage of the prototype is that this measurement method is used only for rigid objects.

Целью изобретения является расширение сферы использования описанного выше способа на гибкие (легко деформируемые) материалы, повышение точности измерения таких объектов. The aim of the invention is to expand the scope of use of the above method to flexible (easily deformable) materials, improving the accuracy of measurement of such objects.

Указанная цель достигается тем, что линейные размеры (например, толщину) гибких листовых объектов измеряют оптическим способом с помощью измерительного прибора (например, микроскопа) и приспособления для фиксации объекта (образца материала), а определяемую линейную характеристику объекта замеряют как разницу координат края опоры, являющейся элементом этого приспособления, и поверхности материала после его перегиба относительно края опоры. This goal is achieved by the fact that the linear dimensions (for example, thickness) of flexible sheet objects are measured optically using a measuring device (for example, a microscope) and a device for fixing an object (material sample), and the determined linear characteristic of the object is measured as the difference in the coordinates of the edge of the support, which is an element of this device, and the surface of the material after its bending relative to the edge of the support.

В устройстве для реализации предлагаемого способа основным элементом приспособления для фиксации измеряемого объекта является поворотная опора, шарнирно установленная на суппорте измерительного прибора перпендикулярно его тубусу. Идентичность положения опоры при замере координат ее края и поверхности огибающего опору материала обеспечивается фиксатором, а контакт материала с опорой в зоне измерения может быть достигнут при минимальной деформации объекта за счет размещения грузов необходимой массы на свободной ветви образца материала. Указанные особенности позволяют повысить точность измерений линейных характеристик гибких листовых объектов по сравнению с традиционными контактными способами измерения. In the device for implementing the proposed method, the main element of the device for fixing the measured object is a rotary support pivotally mounted on the caliper of the measuring device perpendicular to its tube. The identity of the position of the support when measuring the coordinates of its edge and the surface of the envelope of the material support is provided by the latch, and the contact of the material with the support in the measurement zone can be achieved with minimal deformation of the object by placing loads of the required mass on the free branch of the material sample. These features make it possible to increase the accuracy of measurements of the linear characteristics of flexible sheet objects in comparison with traditional contact measurement methods.

Использование для зажима края материала в устройстве для фиксации объекта подпружиненной скобы, контактирующая с материалом часть которой размещена в продольном пазу поворотной опоры, дает возможность снизить затраты времени на вспомогательные манипуляции с измеряемым объектом, а также устранить влияние наличия элементов зажимного устройства и их перемещений на точность измерения. Use for clamping the edges of the material in the device for fixing the object of a spring-loaded staple, the part of which is in contact with the material is placed in the longitudinal groove of the swivel support, makes it possible to reduce the time spent on auxiliary manipulations with the measured object, and also to eliminate the influence of the presence of elements of the clamping device and their movements on accuracy measurements.

На фиг. 1 и 2 даны схемы, иллюстрирующие основные этапы измерения; на фиг.3 - вид в плане на приспособление для фиксации измеряемого объекта. In FIG. 1 and 2 are diagrams illustrating the main stages of measurement; figure 3 is a plan view of the device for fixing the measured object.

Измерения объекта 1 по данному способу проводят с использованием микроскопа и приспособления для фиксации объекта. Основные элементы микроскопа - тубус 2, осветитель 3, суппорт 4 с центрами 5, в которых установлено приспособление для фиксации объекта. Основные элементы этого приспособления - поворотная опора 6, шариковый фиксатор 7, зажимная скоба 8, ее кнопки 9, грузы 10. Measurement of object 1 in this method is carried out using a microscope and a device for fixing the object. The main elements of the microscope are tube 2, illuminator 3, caliper 4 with centers 5, in which a device for fixing the object is installed. The main elements of this device are a swivel bearing 6, a ball lock 7, a clamping bracket 8, its buttons 9, weights 10.

Перед выполнением измерений край образца материала помещают в продольный паз опоры 6 под скобу 8 при нажатых кнопках 9. Край объекта зажимается в пазу после отпускания кнопок (фиг.1, 3). Затем путем перемещения суппорта 4 опору 6 переводят в положение, когда контур ее свободного края (граница перекрытия луча света от осветителя) совпадает с риской шкалы окуляра тубуса микроскопа (фиг.1). Before taking measurements, the edge of the material sample is placed in the longitudinal groove of the support 6 under the bracket 8 with the buttons 9 pressed. The edge of the object is clamped in the groove after releasing the buttons (Figs. 1, 3). Then, by moving the caliper 4, the support 6 is transferred to a position where the contour of its free edge (the border of the overlap of the light beam from the illuminator) coincides with the risk of the scale of the eyepiece of the microscope tube (Fig. 1).

На следующем этапе измерений (фиг.2) выполняют поворот опоры 6 на 360^o для перегиба образца материала по поверхности опоры; ее положения до и после поворота относительно центров 5 одинаковы - они определены фиксатором 7 (см. фиг. 3). Для обеспечения контакта участка перегиба объекта с поверхностью опоры перед ее поворотом на свободный край образца материала помещают грузы 10, масса которых подбирается с учетом жесткости материала и условия его минимального натяжения в зоне измерения (см. фиг.2). Это натяжение обеспечивается силой трения нижней поверхности свободной ветви материала об основание измерительного прибора. Теперь суппорт переводят в положение, когда контур поверхности огибающего опору материала совпадет с риской шкалы окуляра тубуса микроскопа. Разность полученных при первом и втором замерах показаний шкалы микрометрического винта, осуществляющего перемещение суппорта, даст величину измеряемой линейной характеристики (например, толщины) объекта.At the next measurement stage (figure 2), the support 6 is rotated 360 ^° to bend the material sample along the surface of the support; its positions before and after rotation relative to the centers 5 are the same - they are determined by the latch 7 (see Fig. 3). To ensure contact between the site of the bend of the object and the surface of the support before it is rotated, weights 10 are placed on the free edge of the material sample, the mass of which is selected taking into account the stiffness of the material and the conditions of its minimum tension in the measurement zone (see figure 2). This tension is provided by the frictional force of the lower surface of the free branch of the material on the base of the measuring device. Now the support is moved to the position where the surface contour of the envelope material support coincides with the risk of the scale of the eyepiece of the microscope tube. The difference in the readings of the scale of the micrometer screw moving the caliper during the first and second measurements will give the value of the measured linear characteristic (for example, thickness) of the object.

Использованная литература
1. Измерение электрических и неэлектрических величин. Под общей редакцией Евтихеева Н.Н., М., Энергоиздат, 1990.References
1. Measurement of electrical and non-electrical quantities. Under the general editorship of Evtikheev NN, M., Energoizdat, 1990.

2. Оптический способ измерения линейных размеров с помощью измерительного микроскопа. Авторское свидетельство СССР 233938, опублик. в Бюллетене 3, 1969 г. 2. An optical method for measuring linear dimensions using a measuring microscope. USSR copyright certificate 233938, published. in Bulletin 3, 1969

Claims

1. An optical method for measuring the thickness of flexible sheet objects using a measuring device (microscope) and a device for fixing a sample of sheet material by taking readings of a measuring device for two control points, characterized in that one of the control points corresponds to the coordinate of the edge of the support, which is part of the device for fixation of the object, and the other - the coordinate of the surface of the material after its bend relative to the edge of the support.

2. A device for measuring the thickness of flexible sheet objects, including a measuring device (microscope) and a device for fixing a sample of sheet material, characterized in that the main element of this device is pivotally mounted on the caliper of the measuring device perpendicular to the axis of its tube, the angle being the rotation of the support necessary for making measurements is provided by the latch, and its position relative to the caliper of the device allows you to change the tension of the measured section of the sheets by changing the material of the free branches of the sheet material of the meter base surface friction force by the arrangement in this branch of different mass loads.

3. The device according to p. 2, characterized in that for clamping the edge of the sample of linear material in the device for fixing the measured sample uses a spring-loaded bracket in contact with the material, part of which is placed in the longitudinal groove of the rotary support.