RU2485442C1 - Method to measure part height - Google Patents

Method to measure part height Download PDF

Info

Publication number
RU2485442C1
RU2485442C1 RU2011148845/28A RU2011148845A RU2485442C1 RU 2485442 C1 RU2485442 C1 RU 2485442C1 RU 2011148845/28 A RU2011148845/28 A RU 2011148845/28A RU 2011148845 A RU2011148845 A RU 2011148845A RU 2485442 C1 RU2485442 C1 RU 2485442C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
probe
piezoelectric element
height
contact
carried out
Prior art date
Application number
RU2011148845/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Тишин
Original Assignee
краевое государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования "Алтайский государственный колледж" (КГБОУ СПО "Алтайский государственный колледж")
Сапронов Владимир Иванович
Владимир Владимирович Тишин
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 краевое государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования "Алтайский государственный колледж" (КГБОУ СПО "Алтайский государственный колледж"), Сапронов Владимир Иванович, Владимир Владимирович Тишин filed Critical краевое государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования "Алтайский государственный колледж" (КГБОУ СПО "Алтайский государственный колледж")
Priority to RU2011148845/28A priority Critical patent/RU2485442C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2485442C1 publication Critical patent/RU2485442C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: method includes adjustment of a device to carry out measurement according to reference, bringing a probe to a part surface and visual tracking of the measurement result according to a scale. At the same time the device probe is brought to the part surface with the help of a piezoelectric converter from the maximum upper position of the probe, at which the piezoelectric element of the converter, being elastically deformed, takes minimum dimensions according to height, to electric contact of the probe with the surface of the measured part, recorded with the help of an indicator. At the same time voltage is increased with the help of a laboratory transformer (LATR) gradually, afterwards, by measurements of thickness of the piezoelectric element and linear displacement of the probe, which contacts and is elastically connected with the electrode-contact arranged on it, the measurement result is assessed according to the voltmeter scale calibrated in mcm. Gradual supply of voltage to the piezoelectric element is carried out, increasing it from 0 V to 220 V.
EFFECT: improved accuracy of measurements.
4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля и может быть использовано для измерения высоты (толщины) металлических деталей или их износа.The invention relates to non-destructive testing methods and can be used to measure the height (thickness) of metal parts or their wear.

Известен ультразвуковой толщиномер осуществляющий способ измерения, содержащий последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, пьезоэлектрический преобразователь, усилитель, нормализатор, временной селектор, измеритель временных интервалов. См. патент РФ №2163232. Толщиномер снабжен устройством управления и вычисления, генератором опорной частоты, схемой задержки, цифроаналоговым преобразователем и индикатором. Первый вход нормализатора подключен к выходу усилителя, второй вход - к выходу цифроаналогового преобразователя, а выход - к первому входу временного селектора, второй вход которого соединен с выходом схемы задержки, а выход соединен с первым входом измерителя временных интервалов.Known ultrasonic thickness gauge implementing the measurement method, containing a series-connected probe pulse generator, a piezoelectric transducer, amplifier, normalizer, time selector, time interval meter. See RF patent No. 2163232. The thickness gauge is equipped with a control and calculation device, a reference frequency generator, a delay circuit, a digital-to-analog converter, and an indicator. The first input of the normalizer is connected to the output of the amplifier, the second input to the output of the digital-to-analog converter, and the output to the first input of the time selector, the second input of which is connected to the output of the delay circuit, and the output is connected to the first input of the time interval meter.

К недостаткам известного способа можно отнести невысокую степень точности измерений.The disadvantages of this method include a low degree of measurement accuracy.

Известен ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер, см. патент РФ №2034236, G01B 17/02, осуществляющий способ измерений толщины, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, пьезоэлектрический преобразователь, усилитель, временной селектор полезных сигналов, нормализатор амплитуд и измеритель временных интервалов, а второй вход временного селектора связан с выходом синхронизатора, при этом толщиномер снабжен временным селектором начального полезного импульса и подключенным к нему измерителем амплитуды, первый вход временного селектора начального полезного импульса соединен с выходом синхронизатора, а второй вход с выходом усилителя или с выходом временного селектора полезных сигналов. Измеряемый временной интервал зависит от амплитуды донного сигнала. Амплитуда донного сигнала изменяется в зависимости от толщины измеряемого изделия вследствие расхождения и затухания упругих волн, поэтому коэффициент усиления усилителя изменяют таким образом, чтобы скомпенсировать изменение амплитуды. Кроме этого, амплитуда принимаемого сигнала зависит от качества акустического контакта, который обусловлен шероховатостью поверхности измеряемого изделия, иммерсионным слоем и усилием прижима датчика к поверхности. К тому же при работе на шероховатой поверхности сигнал от поверхности может превысить уровень фиксации и сбить показания прибора.Known ultrasonic echo-pulse thickness gauge, see RF patent No. 2034236, G01B 17/02, implementing a method of measuring thickness, containing a serially connected synchronizer, a probe pulse generator, a piezoelectric transducer, an amplifier, a time selector of useful signals, an amplitude normalizer and a time interval meter, and the second input of the temporary selector is connected to the output of the synchronizer, while the thickness gauge is equipped with a temporary selector of the initial useful pulse and an amp meter connected to it amplitude, the first input temporary useful initial pulse selector coupled to an output of the synchronizer, and the second input to the amplifier output or yield temporary selector useful signals. The measured time interval depends on the amplitude of the bottom signal. The amplitude of the bottom signal varies depending on the thickness of the measured product due to the divergence and attenuation of the elastic waves, so the gain of the amplifier is changed so as to compensate for the change in amplitude. In addition, the amplitude of the received signal depends on the quality of the acoustic contact, which is due to the surface roughness of the measured product, the immersion layer and the force of the sensor to the surface. In addition, when working on a rough surface, the signal from the surface can exceed the level of fixation and knock down the readings of the device.

К недостаткам известного способа можно отнести зависимость показаний от качества акустического и физического контакта, степени шероховатости поверхности и вследствие этого низкая точность измерений.The disadvantages of this method include the dependence of the readings on the quality of acoustic and physical contact, the degree of surface roughness and, as a result, low measurement accuracy.

Известен способ изменения толщины пьезоэлектрического элемента в преобразователе (пьезоэлектрических динамометрах), не требующих наличия упругих элементов в конструкции устройств. См. Учебник для профессионального образования С.А.Зайцев и др. М., Издательский центр «Академия» ПрофОбрИздат, 2002 г., стр.140-141.A known method of changing the thickness of the piezoelectric element in the transducer (piezoelectric dynamometers) that do not require the presence of elastic elements in the design of the devices. See Textbook for vocational education S.A. Zaitsev et al. M., Publishing Center "Academy" ProfObrIzdat, 2002, pp. 140-141.

При приложении усилия вдоль блока изменяется толщина пластины, что приводит к ее резонансной частоте. Для измерения знакопеременных сил применяют предварительное напряжение пьезопластин до величин, составляющих 50% от измеряемого номинального усилия. Измеряемое усилие воспринимается непосредственно пьезоэлектрическим элементом, выполненным в виде пластин.When a force is applied along the block, the plate thickness changes, which leads to its resonant frequency. To measure alternating forces, pre-stress the piezoelectric plates to values of 50% of the measured nominal force. The measured force is directly perceived by the piezoelectric element made in the form of plates.

Известно, что в условиях обратного пьезоэффекта в результате действия электрического поля на пьезоэлемент возникают силы, линейные по полю, которые меняют свои направления на противоположные при изменении знака заряда электрического поля. См. стр.156-157, Учебник физики, Сивухин Д.В. В этой связи уместно выразить продольный обратный пьезоэффект как δh=d·h·Ex=d·ϕIt is known that under the conditions of the inverse piezoelectric effect, as a result of the action of an electric field on the piezoelectric element, forces arise that are linear in the field and change their directions to opposite when the charge sign of the electric field changes. See p. 156-157, Textbook of Physics, Sivukhin D.V. In this regard, it is appropriate to express the longitudinal inverse piezoelectric effect as δh = d · h · Ex = d · ϕ

В результате применяемая в качестве пьезоэлектрического элемента пластина изменяет размер δh на противоположное значение при изменении знаков заряда электрического поля (деформация уменьшения или деформация увеличения h). Это явление и взято автором за основу осуществления измерений.As a result, the plate used as a piezoelectric element changes the size δh to the opposite value when the signs of the electric field charge change (deformation decrease or deformation increase h). This phenomenon was taken by the author as the basis for making measurements.

Известно устройство для измерения высоты (толщины) деталей штангенрейсмас, состоящий из основания, устанавливаемого на ровную поверхность с закрепленной на нем штангой-линейкой со шкалой деления и рамкой с нониусом, имеющей возможность перемещаться по поверхности штанги по вертикали. См. учебник профессионального образования авторов С.А.Зайцева, Д.Д.Грибанова и др. Контрольно-измерительные приборы и инструменты. - Москва: Академия, 2002 год, стр.65. - прототип.A device is known for measuring the height (thickness) of the caliper components, consisting of a base mounted on a flat surface with a bar-ruler fixed to it with a graduation scale and a frame with a nonius that can move vertically along the surface of the bar. See the textbook of professional education of the authors S. A. Zaitsev, D. D. Gribanov and others. Instrumentation and instruments. - Moscow: Academy, 2002, p. 65. - prototype.

На державке закреплен рабочий орган (зонд), контактирующий с измеряемой деталью. В качестве нониусной шкалы в некоторых типах штангенрейсмасов предусматривается установка индикатора часового типа с ценой деления 0,05 и 0,01 мм.A working body (probe) is fixed on the holder, which is in contact with the measured part. As a vernier scale in some types of caliber, it is envisaged to install a dial indicator with a division price of 0.05 and 0.01 mm.

К недостаткам известного способа можно отнести низкую точность измерений.The disadvantages of this method include the low accuracy of measurements.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа, обеспечивающего высокоточные замеры высоты (толщины) детали или величины ее износа.The objective of the invention is to provide a method that provides high-precision measurements of the height (thickness) of the part or the magnitude of its wear.

Поставленная задача достигается сочетанием использования известных признаков, таких как настройка устройства к осуществлению замера по эталону, подвод зонда к поверхности детали и визуальное по шкале отслеживание результата измерений и новых признаков, заключающихся в подводе зонда устройства к поверхности детали при помощи пьезоэлектрического преобразователя от максимально верхнего положения зонда, при котором пьезоэлектрический элемент преобразователя принимает минимальные размеры по высоте до электрического контакта зонда с поверхностью измеряемой детали, регистрируемого при помощи индикатора, при этом увеличение напряжения, подаваемого на электроды-контакты пьезоэлектрического элемента, осуществляют постепенно при помощи ЛАТРа, после чего по изменениям толщины пьезоэлектрического элемента и линейному перемещению зонда, упруго связанного с контактирующим с ним электродом-контактом, осуществляют оценку результата измерения по тарированной в мкм шкале вольтметра.The task is achieved by combining well-known features, such as setting up the device to measure according to the standard, connecting the probe to the surface of the part and visual tracking of the measurement result and new features consisting in connecting the device’s probe to the surface of the part using a piezoelectric transducer from the highest position the probe, in which the piezoelectric element of the transducer takes the minimum dimensions in height to the electrical contact of the probe with the surface of the measured part, recorded using the indicator, while increasing the voltage supplied to the electrodes-contacts of the piezoelectric element is carried out gradually with the help of LATR, after which by the changes in the thickness of the piezoelectric element and the linear movement of the probe, elastically connected with the electrode-contact in contact with it, evaluate the measurement result on a voltmeter scaled in microns.

Изменение направления преобразования толщины пьезоэлектрического элемента при подаче на электроды-контакты напряжения осуществляют путем изменения полярности при помощи переключателя.Changing the direction of conversion of the thickness of the piezoelectric element when applying voltage to the contact electrodes is carried out by changing the polarity using a switch.

Оценку износа по тарированной шкале вольтметра осуществляют в пределах от -22 мкм до +22 мкм.Wear assessment on a calibrated scale of a voltmeter is carried out in the range from -22 microns to +22 microns.

Подачу напряжения к пьезоэлектрическому элементу осуществляют постепенно, увеличивая его от 0 В до 220 В.The voltage supply to the piezoelectric element is carried out gradually, increasing it from 0 V to 220 V.

Новизной предлагаемого способа является подвод зонда устройства к поверхности детали при помощи пьезоэлектрического преобразователя от максимально верхнего положения зонда, при котором пьезоэлектрический элемент преобразователя принимает минимальные размеры по высоте, до электрического контакта зонда с поверхностью измеряемой детали, регистрируемого при помощи индикатора, при этом увеличение напряжения, подаваемого на электроды-контакты пьезоэлектрического преобразователя, осуществляют при помощи ЛАТРа постепенно, после чего по изменениям толщины пьезоэлектрического элемента и линейному перемещению зонда, упруго связанного с контактирующим с ним электродом-контактом, осуществляют оценку результата измерения по тарированной в мкм шкале вольтметра.The novelty of the proposed method is the supply of the device’s probe to the surface of the part using a piezoelectric transducer from the maximum upper position of the probe, in which the piezoelectric transducer element takes the minimum dimensions in height to the electrical contact of the probe with the surface of the measured part detected by the indicator, while the voltage increases, fed to the electrodes-contacts of the piezoelectric transducer is carried out using LATR gradually, after which changes in thickness of the piezoelectric element and the linear movement of the probe is elastically associated with the contacting them with an electrode-contact is carried out by evaluation of the measurement result in the micron scale calibrated voltmeter.

Так, изменения высоты пьезоэлектрического элемента преобразователя от минимального до максимального позволяет с высокой точностью настроить устройство и осуществлять замер различных по толщине или высоте деталей, включая незначительный износ их поверхности, или отклонений от требуемых размеров деталей при изготовлении. При этом постепенное увеличение напряжения при помощи ЛАТРа, подводимое к электродам-контактам пьезоэлектрического элемента, позволяет фиксировать измеряемые размеры детали в пределах от -22 мкм до +22 мкм.So, changing the height of the piezoelectric element of the transducer from minimum to maximum allows you to fine-tune the device and measure parts of various thickness or height, including slight wear on their surface, or deviations from the required dimensions of the parts during manufacture. In this case, a gradual increase in voltage with the help of LATR, applied to the electrodes-contacts of the piezoelectric element, allows you to fix the measured dimensions of the part in the range from -22 microns to +22 microns.

Согласно проведенным патентно-информационным исследованиям признаки предлагаемого способа являются новыми, имеют изобретательский уровень, промышленную применимость и направлены на достижение поставленной изобретением задачи получения возможности высокоточных измерений.According to the patent information research, the features of the proposed method are new, have an inventive step, industrial applicability and are aimed at achieving the objective of the invention to obtain the possibility of high-precision measurements.

На фиг.1 схематично представлено устройство, при помощи которого осуществляется предлагаемый способ.Figure 1 schematically shows the device by which the proposed method is carried out.

На фиг.2 показана электрическая схема подачи питания пьезоэлектрического элемента.Figure 2 shows the electrical supply circuit of the piezoelectric element.

На фиг.3 представлена электрическая схема включения сигнальной лампы индикатора.Figure 3 presents the electrical circuit for turning on the indicator lamp.

На фиг.4 представлен пьезоэлектрический элемент, изменяющий размеры по высоте от минимального L1 до максимального L2, размещенный между электродами-контактами и верхней поверхностью пустотелого корпуса датчика.Figure 4 presents a piezoelectric element that varies in height from minimum L1 to maximum L2, located between the contact electrodes and the upper surface of the hollow sensor housing.

Предлагаемый способ осуществляется при помощи устройства, состоящего из разметочной плиты 1, на которой установлена штанга 2 с закрепленной на ней рамкой 3 с устройством регулирования величины перемещения рамки 3, выполненным в виде фиксирующего механизма 4, закрепляемого на штанге 2 и регулирующего перемещение рамки 3 винта 5. На державке 6 смонтирован пьезоэлектрический преобразователь 7, выполненный в виде полого корпуса, в котором смонтирован пьезоэлектрический элемент 10 с неподвижным 8 и подвижным 9 электродами-контактами. Зонд 11 через диэлектрическую вставку 12 или колпачок 13 поджат пружиной 14 к подвижному электроду-контакту 9 и через вставку 12 или колпачок 13 постоянно с ним контактирует. Измеряемая деталь 15 устанавливается на калиброванную плиту 16, к которой, как и к зонду 11, подведено питание для включения сигнальной лампы 17 индикатора 18. Измеритель 19 выполнен в виде вольтметра с дополнительной тарированной шкалой в мкм на максимальную величину измерений. Сигнальная лампа 17 имеет автономный источник питания в 3,5 В или может быть соединена через трансформатор с источником питания электродов-контактов 8 и 9. При осуществлении замеров используют калибр с размером по высоте, как и измеряемая деталь 15. Подачу питания к пьезоэлектрическому элементу 10 осуществляют при помощи ЛАТРа 22. Схема подачи питания к электродам-контактам 8 и 9 состоит из переключателя S2, подающего напряжение на ЛАТР 22, который в свою очередь подает питание через диоды 21 либо на уменьшение высоты, либо на увеличение высоты пьезоэлектрического элемента 10. Подаваемое напряжение отслеживается по шкале вольтметра измерителя 19. Схема включения сигнальной лампы 17 состоит из источника питания 20 с напряжением в 3,5 В и выключателя 23.The proposed method is carried out using a device consisting of a marking plate 1 on which a rod 2 is mounted with a frame 3 fixed to it with a device for controlling the amount of movement of the frame 3, made in the form of a locking mechanism 4, fixed on the rod 2 and regulating the movement of the frame 3 of the screw 5 On the holder 6, a piezoelectric transducer 7 is mounted, made in the form of a hollow body, in which a piezoelectric element 10 with a fixed 8 and a movable 9 contact electrodes is mounted. The probe 11 through the dielectric insert 12 or cap 13 is spring-loaded 14 to the movable electrode-contact 9 and through the insert 12 or cap 13 is constantly in contact with it. The measured part 15 is mounted on a calibrated plate 16, to which, like the probe 11, power is supplied to turn on the signal lamp 17 of the indicator 18. The meter 19 is made in the form of a voltmeter with an additional calibrated scale in microns for the maximum measurement value. The signal lamp 17 has an autonomous power supply of 3.5 V or can be connected via a transformer to a power source of the electrodes-contacts 8 and 9. When making measurements, use a gauge with a height size, as well as the measured part 15. Power supply to the piezoelectric element 10 carried out using LATR 22. The power supply circuit to the electrodes-contacts 8 and 9 consists of a switch S2, which supplies voltage to the LATR 22, which in turn supplies power through diodes 21 either to decrease the height or increase the height of the piezo electric element 10. The supplied voltage is monitored on the scale of the voltmeter of the meter 19. The switching circuit of the signal lamp 17 consists of a power source 20 with a voltage of 3.5 V and a switch 23.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.

На разметочную плиту 1 устанавливается калиброванная плита 16 с электрически изолированными опорными поверхностями. Затем на плиту 1 устанавливается штанга 2 с рамкой 3, державкой 6 с пьезоэлектрическим преобразователем 7. Рамка 3 с державкой 6 и преобразователем 7 поднимаются вверх и фиксируются на штанге винтом фиксирующего положение механизма 4. На калиброванную плиту 16 ставится калибр с номинальным значением размера по высоте для подготовки устройства к работе. Затем рамка 3 перемещается по штанге 2 вниз до просвета в 1-5 мм между зондом 11 и поверхностью калибра. Положение рамки 3 на штанге фиксируется винтом механизма фиксации 4. Дальнейшее перемещение рамки 3, державки 6 и преобразователя 7 производится при помощи винта 5 с малым шагом резьбы до соприкосновения зонда 11 с поверхностью калибра. О соприкосновении зонда 11 с калибром сигнализирует сигнальная лампа 17 индикатора 18, на которую при контакте зонда 11 с калибром поступило питание. Для извлечения калибра и установки измеряемой детали 15 на калиброванную плиту 16 осуществляется подъем зонда 11 путем подачи напряжения, например, в 110 В при помощи переключателя S1, при котором происходит сжатие пьезоэлектрического элемента 10, который принимает минимальное значение по высоте и позволяет подняться подпружиненному к нему зонду 11. Высота пьезоэлектрического элемента 10 уменьшается. Производим удаление калибра и осуществляем установку на его место измеряемой детали 15. ЛАТР 22 переводится в положение на «0». Далее установкой переключателя S1 в среднее положение схему приводим в положение «выключено». Одновременно происходит снятие с пьезоэлектрического элемента 10 накопленного заряда.A calibrated plate 16 with electrically insulated support surfaces is mounted on the marking plate 1. Then, a rod 2 with a frame 3, a holder 6 with a piezoelectric transducer 7 is installed on the plate 1. to prepare the device for work. Then the frame 3 moves along the rod 2 down to a gap of 1-5 mm between the probe 11 and the surface of the caliber. The position of the frame 3 on the rod is fixed by the screw of the locking mechanism 4. Further movement of the frame 3, the holder 6 and the transducer 7 is carried out using a screw 5 with a small thread pitch until the probe 11 comes into contact with the caliber surface. The contact of the probe 11 with the caliber is signaled by a signal lamp 17 of the indicator 18, which received power when the probe 11 came into contact with the caliber. To extract the gauge and install the measured part 15 on the calibrated plate 16, the probe 11 is raised by applying a voltage of, for example, 110 V using the switch S1, at which the piezoelectric element 10 is compressed, which takes a minimum height value and allows the spring-loaded element to rise to it the probe 11. The height of the piezoelectric element 10 is reduced. We remove the caliber and install the measured part 15 in its place. LATR 22 is moved to the “0” position. Next, by setting the switch S1 in the middle position, the circuit is brought to the “off” position. At the same time, the accumulated charge is removed from the piezoelectric element 10.

Для осуществления операции замера степени изменения номинального размера Ан (высоты или величины износа детали) производится включение переключателя S2 и включение переключателя S1 в позицию для увеличения высоты пьезоэлектрического элемента 10. Затем перемещением ползуна ЛАТРа 22 постепенно начинаем повышать напряжение, подаваемое на контакты-электроды 8 и 9 пьезоэлектрического элемента 10. При этом значение по шкале вольтметра измерителя 19 повышается от «0» до определяемого толщиной детали значения. При этом происходит медленное увеличение толщины пьезоэлектрического элемента и перемещение подвижного электрода-контакта 9 и упруго связанного с ним зонда 11 до момента соприкосновения зонда 11 с поверхностью измеряемой детали 15 и включения сигнальной лампы 17. Результатом соприкосновения зонда 11 с деталью 15 будет являться загорание лампы 17. При этом перемещение ползуна ЛАТРа 22 прекращается, а на тарированной шкале измерителя 19 в мкм отслеживаем отклонение размера от номинального Ан, возникшее вследствие износа детали. При этом высота детали 15 будет определяться разностью исходного размера и величиной износа поверхности детали.To perform the operation of measuring the degree of change in the nominal size An (height or amount of wear of the part), the S2 switch is turned on and the S1 switch is turned on to increase the height of the piezoelectric element 10. Then, by moving the LATR 22 slider, we gradually begin to increase the voltage supplied to the contact electrodes 8 and 9 of the piezoelectric element 10. In this case, the value on the scale of the voltmeter of the meter 19 rises from "0" to the value determined by the thickness of the part. In this case, a slow increase in the thickness of the piezoelectric element and the movement of the movable electrode-contact 9 and the probe 11 elastically connected to it until the probe 11 contacts the surface of the measured part 15 and the signal lamp 17 comes on. The result of the probe 11 contacting the part 15 is the lamp 17 At the same time, the movement of the LATR 22 slider is stopped, and on the calibrated scale of the meter 19 in microns we monitor the deviation of the size from the nominal An caused by the wear of the part. In this case, the height of the part 15 will be determined by the difference in the initial size and the amount of wear on the surface of the part.

Конкретный пример осуществления предлагаемого способа.A specific example of the proposed method.

На разметочную плиту 1 установили калиброванную плиту 16 высотой 15 мм с электрически изолированными опорными поверхностями. Затем на плиту 1 установили штангу 2 с рамкой 3, державкой 6 с пьезоэлектрическим преобразователем 7. Рамку 3 с державкой 6 и преобразователем 7 подняли вверх в положение, при котором высота между зондом и калиброванной плитой 16 превышает высоту измеряемой детали 15. Положение рамки 3 зафиксировали винтом фиксирующего механизма 4. Далее на калиброванную плиту 16 установили калибр с номинальным значением размера для подготовки устройства к работе. Затем рамку 3 переместили по штанге 2 вниз до просвета в 1-5 мм между зондом 11 и поверхностью калибра. Положение рамки 3 на штанге зафиксировали винтом механизма фиксации 4. Дальнейшее перемещение рамки 3 и державки 6 с пьезоэлектрическим преобразователем 7 производили при помощи винта 5 с малым шагом резьбы. Перемещение рамки 3 с пьезоэлектрическим преобразователем 7 и с зондом 11 при помощи винта 5 вниз производили до соприкосновения зонда 11 с поверхностью калибра. О соприкосновении зонда 11 с калибром сигнализировала сигнальная лампа 17 индикатора 18, на которую при контакте зонда 11 с калибром поступило напряжение. Для извлечения калибра и установки измеряемой детали 15 на калиброванную плиту 16 осуществили подъем зонда 11 путем подачи напряжения измененной полярности на обратную, например, в 110 В при помощи переключателя S1, при котором произошло сжатие пьезоэлектрического элемента 10, который принял минимальное значение по высоте и позволил под действием пружины 14 подняться подпружиненному к нему зонду 11. При этом высота пьезоэлектрического элемента 10 уменьшилась на 22 мкм. Производим удаление калибра и осуществляем установку на его место измеряемой детали 15 высотой 10 мм с износом поверхности. ЛАТР 22 переводим в положение на «0». Далее установкой переключателя S1 схему приводим в положение «выключено». При этом произошло снятие с пьезоэлектрического элемента 10 накопленного заряда.A calibrated plate 16 with a height of 15 mm with electrically insulated supporting surfaces was installed on the marking plate 1. Then, a rod 2 with a frame 3, a holder 6 with a piezoelectric transducer 7 was installed on the plate 1. The frame 3 with the holder 6 and the transducer 7 was raised up to a position in which the height between the probe and the calibrated plate 16 exceeds the height of the measured part 15. The position of the frame 3 was fixed the screw of the locking mechanism 4. Next, a gauge with a nominal size value was set on the calibrated plate 16 to prepare the device for operation. Then the frame 3 was moved along the rod 2 down to a gap of 1-5 mm between the probe 11 and the surface of the caliber. The position of the frame 3 on the rod was fixed with a screw of the locking mechanism 4. Further movement of the frame 3 and the holder 6 with a piezoelectric transducer 7 was carried out using a screw 5 with a small thread pitch. The movement of the frame 3 with the piezoelectric transducer 7 and with the probe 11 using the screw 5 downward was made until the probe 11 was in contact with the surface of the caliber. The contact of the probe 11 with the caliber was signaled by a signal lamp 17 of the indicator 18, which received voltage when the probe 11 contacted the caliber. To extract the caliber and install the measured part 15 on the calibrated plate 16, the probe 11 was raised by applying a voltage of a reversed polarity to the reverse, for example, 110 V using the switch S1, at which the piezoelectric element 10 was compressed, which took a minimum height value and allowed under the action of the spring 14, the probe 11 spring-loaded to it rises. The height of the piezoelectric element 10 decreases by 22 μm. We remove the caliber and carry out the installation in its place of the measured part 15 with a height of 10 mm with surface wear. LATR 22 is translated into position at "0". Next, by setting the switch S1, the circuit is brought to the “off” position. In this case, the accumulated charge was removed from the piezoelectric element 10.

Для осуществления операции замера степени изменения номинального размера Ан (высоты или износа детали) производим включение переключателя S2 и включение переключателя S1 в позицию увеличения высоты пьезоэлектрического элемента 10. Затем перемещением ползуна ЛАТРа 22 начинаем постепенно повышать напряжение, подаваемое на контакты-электроды 8 и 9 пьезоэлектрического элемента 10. При этом значение по шкале вольтметра измерителя 19 повышалось от 0 до 72 В, при котором происходило медленное увеличение высоты пьезоэлектрического элемента 10, перемещение подвижного электрода-контакта 9 и упруго связанного с ним зонда 11 до момента соприкосновения зонда 11 с поверхностью измеряемой детали 15 и включения сигнальной лампы 17.To perform the operation of measuring the degree of change in the nominal size An (height or wear of the part), we turn on the switch S2 and turn on the switch S1 in the position of increasing the height of the piezoelectric element 10. Then, by moving the LATR 22 slide, we begin to gradually increase the voltage supplied to the contact electrodes 8 and 9 of the piezoelectric element 10. Moreover, the value on the scale of the voltmeter of the meter 19 increased from 0 to 72 V, at which a slow increase in the height of the piezoelectric element 10 occurred, the movable electrode-contact 9 and the probe 11 elastically connected to it until the probe 11 is in contact with the surface of the measured part 15 and the signal lamp 17 is turned on.

При этом перемещение ползуна ЛАТРа 22 прекратили, а на тарированной шкале измерителя 19 в мкм визуально зафиксировали отклонение размера от номинального Ан, возникшее вследствие износа детали, равное 9 мкм. При этом высота детали 15 с учетом износа составила:In this case, the movement of the LATR 22 slider was stopped, and on the calibrated scale of the meter 19 in microns, a deviation of the size from the nominal An was visually recorded due to wear of the part, equal to 9 microns. The height of the part 15, taking into account wear, was:

10 мм - 0,009 мм = 9,991 мм10 mm - 0.009 mm = 9.991 mm

В настоящее время автором изготовлен опытный образец устройства, проведена работа по осуществлению предлагаемого способа, выполнены замеры высот и величин износа различных деталей. Предлагаемый способ может найти применение в мастерских и лабораториях, на производстве, где необходимо выявить величину износа детали или отклонения размеров после ее изготовления. Испытания устройства показали положительные результаты.At present, the author has made a prototype of the device, carried out work on the implementation of the proposed method, measured heights and wear values of various parts. The proposed method can find application in workshops and laboratories, in production, where it is necessary to identify the amount of wear of the part or size deviation after its manufacture. Tests of the device showed positive results.

Claims (4)

1. Способ измерения высоты детали, включающий настройку устройства к осуществлению замера по эталону, подвод зонда к поверхности детали и осуществление визуального по шкале отслеживания результата измерений, отличающийся тем, что подвод зонда устройства к поверхности детали осуществляют при помощи пьезоэлектрического преобразователя от максимально верхнего положения зонда, при котором пьезоэлектрический элемент преобразователя принимает минимальные размеры по высоте, до электрического контакта зонда с поверхностью измеряемой детали, регистрируемого при помощи индикатора, при этом увеличение напряжения осуществляют при помощи лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа) постепенно, после чего по изменениям толщины пьезоэлектрического элемента и линейному перемещению зонда, контактно и упруго связанного с расположенным на нем электродом-контактом, осуществляют оценку результата измерения по тарированной в мкм шкале вольтметра.1. The method of measuring the height of the part, including setting up the device to measure according to the standard, supplying the probe to the surface of the part and visualizing the measurement result on a tracking scale, characterized in that the device’s probe is connected to the part surface using a piezoelectric transducer from the maximum probe position in which the piezoelectric element of the transducer takes the minimum dimensions in height, before the electrical contact of the probe with the surface of the measured part whether recorded using an indicator, the voltage increase is carried out using a laboratory autotransformer (LATR) gradually, after which, according to changes in the thickness of the piezoelectric element and the linear movement of the probe, contact and elastically connected with the electrode-contact located on it, the measurement result is estimated by calibrated in micron scale voltmeter. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение направления преобразования толщины пьезоэлектрического элемента при подаче на электроды-контакты напряжения осуществляют путем изменения полярности при помощи переключателя.2. The method according to claim 1, characterized in that the change in the direction of conversion of the thickness of the piezoelectric element when applying voltage to the contact electrodes is carried out by changing the polarity using a switch. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценку износа по тарированной шкале вольтметра осуществляют в пределах от -22 мкм до +22 мкм.3. The method according to claim 1, characterized in that the wear assessment on a calibrated scale of the voltmeter is carried out in the range from -22 μm to +22 μm. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу напряжения к пьезоэлектрическому элементу осуществляют постепенно, увеличивая его от 0 В до 220 В. 4. The method according to claim 1, characterized in that the voltage supply to the piezoelectric element is carried out gradually, increasing it from 0 V to 220 V.
RU2011148845/28A 2011-11-30 2011-11-30 Method to measure part height RU2485442C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011148845/28A RU2485442C1 (en) 2011-11-30 2011-11-30 Method to measure part height

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011148845/28A RU2485442C1 (en) 2011-11-30 2011-11-30 Method to measure part height

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2485442C1 true RU2485442C1 (en) 2013-06-20

Family

ID=48786429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011148845/28A RU2485442C1 (en) 2011-11-30 2011-11-30 Method to measure part height

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2485442C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU824025A1 (en) * 1978-10-31 1981-04-23 Каунасский Политехнический Институтим.Ahtahaca Снечкуса Device for surface roughness checking
SU1226008A1 (en) * 1984-06-01 1986-04-23 Витебский технологический институт легкой промышленности Method and arrangement for inspecting surface quality
SU1337723A1 (en) * 1986-01-20 1987-09-15 Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса Measuring head for hardness check

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU824025A1 (en) * 1978-10-31 1981-04-23 Каунасский Политехнический Институтим.Ahtahaca Снечкуса Device for surface roughness checking
SU1226008A1 (en) * 1984-06-01 1986-04-23 Витебский технологический институт легкой промышленности Method and arrangement for inspecting surface quality
SU1337723A1 (en) * 1986-01-20 1987-09-15 Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса Measuring head for hardness check

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Зайцев С.А., Грибанов Д.Д., Толстов А.Н. Контрольно-измерительные приборы и инструменты. Издательство: Академия, ПрофОбрИздат, 2002, с.65. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100439929C (en) Transverse piezoelectric strain constant measuring method by piezoelectric material quasistatic method and system thereof
CN2881537Y (en) Measuring device for rock radius strain
US4691559A (en) Device for measuring the properties of solid materials which can be derived from the behavior of a penetrating body
CN104132885A (en) Researching device and researching method of corrosion electrochemistry behavior in splashing zone
US2356763A (en) Method and means for testing materials
CN202133349U (en) Calibrating device for non-contact displacement sensor
RU2485441C1 (en) Device for part height measurement
JP2006250557A (en) Hardness tester
RU2485442C1 (en) Method to measure part height
CN1975335A (en) Universal precision displacement measurement auxiliary device and measuring method
CN109357607A (en) A kind of full-automatic calibrating device for vibrating string type strain transducer
CN204374047U (en) A kind of micro tribology measurement mechanism
CN101329155A (en) Electric vortex type displacement clip
CN112146805A (en) Underwater explosion measurement system based on equivalent load measurement method
CN209043237U (en) A kind of strain-type roughness sensor
CN109357606A (en) A kind of calibrating device for vibrating string type strain transducer clamping device
RU149581U1 (en) INSTALLATION FOR DETERMINING THE FRICTION COEFFICIENT
CN108267118B (en) Strain type intelligent inclinometer
CN208936950U (en) A kind of calibrating device for vibrating string type strain transducer clamping device
CN207991524U (en) A kind of strain-type intelligent inclinometer
CN208936949U (en) A kind of full-automatic calibrating device for vibrating string type strain transducer
CN104535720A (en) Electrostatic drive-based surface material contact characteristic test structure and test method thereof
CN205449715U (en) Quick detection device of panel beating intensity
CN201926429U (en) Non-contact measuring clamp utilizing optical instrument
RU175869U1 (en) Device for determining the roll of a structure

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151201