SU1755039A1 - Профилометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, Цель - повышение точности профилометра за счет исключени  вли ни  на результаты измерений волнистости контролируемой поверхности, Это достигаетс  за счет того, что в профилометр, содержащий стержень, имеющий игольчатый контактный наконечник, введены подвесы с широкой опорой. К упругим подвесам припа ны два пьезокварцевых резонатора. При огибании профил  контролируемой поверхности опора и наконечник под вли нием ее волнистости смещаютс  одинаково, что однако не приводит к пЪ вИению сигнала на выходе измерительной схемы, частота выходного сигнала которой зависит от рассто ни  между резонаторами и электродами. Такое изменение рассто ний между ж ми будет обусловлено перемещени ми только наконечника при огибании им микронеровностей поверхности. 2 ил.

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  шероховатости поверхностей.

Известны измерительные преобразователи профилометра, имеющие опору, закрепленную на корпусе датчика и иглу, ощупывающую неровности поверхности с целью последующего преобразовани  движени  этой иглы в электрический сигнал.

Выходной сигнал этих датчиков существенно искажен макрорельефом профил .

Известный измерительный преобразователь с пьезокварцевым элементом имеет корпус с основанием, на котором консольно закреплен стержень с контактным наконечником , выполненным в виде иглы на конце, и расположенными на нем подвижными электродами, размещенными в зазоре между неподвижными резнаторами пьезоквар- цевого измерительного преобразовател  перемещений.

Использование этого измерительного преобразовател  в качестве профилометра приводит к тому, что в составе его выходного сигнала будет присутствовать информацию не только о микронеровност х профил , но и информаци  о волнистости, геометрии профил , непараллельности образующей профил  и направл ющей прот жки датчика. Причем в количественном соотношении эти составл ющие могут превосходить составл ющую выходного сигнала, определ ющую параметры шероховатости .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  параметров шероховатости за счет исключени  из выходного сигнала профилометра составл ющих, не определ ющих микрорельеф профил , например волнистости.

Указанна  цель достигаетс  тем, что профилометр, содержащий корпус с кварце-.

XI

сл ел о

W

ю

вым основанием, консольно закрепленный на основании стержень с игольчатым контактным наконечником, пару параллельно установленных пьезокварцевых резонатор- ных пластин с односторонней металлизацией и пару электродов, размещенных между пластинами и закрепленных на стержне , снабжен двум  упругими подвесами, закрепленными одними концами на основании , и цилиндрической опорой, закрепленной на их других концах, а пьезокварцевые пластины закреплены на соответствующих подвесах.

На фиг. 1 изображен профилометр, сечение; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Профилометр имеет кварцевое основание 1, к которому приварены кварцевый стержень 2 и кварцевые упругие подвесы 3. На стержне с помощью сварки закреплена кварцева  пластина 4, на которую нанесены металлические электроды 5. На конце стержн  находитс  контактный наконечник 6, выполненный в виде иглы. К упругим подвесам припа ны два пьезокварцевых резонатора 7, а другой конец упругих подвесов несет опору 8. Основание приклеено к корпусу 9 с хвостовиком 10. С целью предохранени  кварцевых узлов от механических воздействий, они установленные в кожухе 11, на котором закрепл етс  крышка 12.

Профилометр работает следующим образом .

Устройство прот жки за хвостовик 10 перемещает датчик вдоль образующей поверхности детали. При этом опора 8 и игольчатый контактный наконечник 6 скольз т по исследуемой поверхности, причем опора огибает образующую поверхности, а наконечник - образующую микропрофил . Это движение опоры и наконечника вызывает деформацию изгиба стержн  2 и упругих подвесов 3, за счет которой происходит взаимное перемещение электродов 5 и резонаторов 7, вызывающее изменение воздушных зазоров между поверхност ми электродов 5 и резонаторов 7, включенных в дифференциальную электрическую схему. Пропорционально величине изменени  воздушных зазоров на выходе профилометра формируетс  выходной сигнал в виде частоты электрических колебаний.

Вследствие существенного различи  в площад х контакта опоры и игольчатого контактного наконечника с исследуемой поверхностью вертикальные перемещени  опоры соответствуют следующей величине

Ноп Нв + Н & где Нв - высота волнистости;

Н а - величина вертикального перемещени , св занна  с наклоном профил  детали и с наклоном направл ющей прот жки, вертикальные перемещени  контактного наконечника - величине

Нк Нв+ HG+ HR,

где HR - высота шероховатости.

Вследствие того, что опора через упругий подвес св зана с резонаторами, то они получают вертикальное перемещение Yp

Yp - КуНоп,

где Ку - коэффициент передачи упругого подвеса,

Соответствующее отклонение Y3 подвижных электродов, вызванное движением игольчатого контактного наконечника, может быть представлено как

УЭ КсНк,

где Кс - коэффициент передачи стержн .

Резонаторы и подвижные электроды включены в схему пьезокварцевого измерительного преобразовател , выходной сигнал которого имеет следующий вид

AY,

где Дf - частотный выходной сигнал пьезокварцевого измерительного преобразовател ;

Kf - коэффициент передачи пьезокварцевого измерительного преобразовател ;

AY - перемещение подвижных электродов относительно резонаторов.

При условии, что Ку Кс К, перемещение Y будет определ тьс  следующим образом

AY Y3-YP KHR.

Таким образом, из выходного сигнала профилометра исключаютс  величины не св занные с параметрами шероховатости.

Проведенные экспериментальные исследовани  подтверждают отсутствие в выходном сигнале профилометра информации о макронеровност х.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Профилометр, содержащий корпус с кварцевым основанием, консольно закреп- лен ый на основании стержень с игольчатым контактным наконечником, пару параллельно установленных пьезокварцевых резонаторных пластин с односторонней металлизацией и пару электродов, размещенных между пластинами и закрепленных на стержне, отличаю щи и с  

   метра составл ющих, не определ ющих микрорельеф профил , он снабжен двум  упругими подвесами, закрепленными одними концами на основании/и цилиндричетем , что, с целью повышени  точности измё- 5 ской опорой, закреплённой на их других рени  параметров шероховатости за счет; концах, а пьезокварцевыё пластины закреп- исключени  из выходного сигнала профиль- лены на соответствующих подвесах.

   /////////////&

   )

   У// ////////.

   ХУЧУ

   метра составл ющих, не определ ющих микрорельеф профил , он снабжен двум  упругими подвесами, закрепленными одними концами на основании/и цилиндриче 7 2

   I i

   S

   ХУЧУХХ