Способ измерения шероховатости и неровности поверхности Советский патент 1983 года по МПК G01B7/34 

Изобретение относится к контрольн измерительной технике, и может быть использовано для измерения шероховатости и неровности любой поверхности подвергнутой, например, механической обработке, эррозии, износу или выщелачиванию, в частности, для контроля изменений поверхности каменных оруди древних эпох. Известны способы измерения шерохо ватости и неровности поверхности, ос нованные на сканировании ее механиче ким или оптическим щупом С 3. Однако щуповые способы трудоемки, так как требуют многократного ск-анирования исследуемой поверхности. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ измерения шероховатости и неровности поверхности, заключающийся в том, что на измеряемой и эталонной поверхностях образуют электри ческие конденсаторы, измеряют их емкости и по результату сравнения определяют степень шероховатости и неровности поверхности. При этом контролируемая поверхность является элек ропроводной и используется в качестве одной из обкладок конденсатора, вторая обкладка которого выполнена в виде одного или двух эластичных элек родов, т.е. электродов, снабженных эластичным диэлектриком и прижимаемых к контролируемой поверхности в процессе измерения 12 3. Недостатками известного способа ябляются ограниченная область применения, обусловленная возможностью контролирования только электропровод ных объектов, а также невысокая точность, обусловленная ограниченной эластичностью внешнего электрода, ко торый не может полностьюповторить все неровности контролируемой поверхности, особенно при наличии в не глубоких каверн малого сечения или глубоких борозд малой ширины. Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение области применения данного спо соба. Указанная цель достигается тем, ,что согласно способу для измерения ше- .роховатости и неровности поверхности, заключающемуся в том,что на измеряемой иэталонной поверхности образуют эле рические конденсаторы, измеряют их емкости и по результату срагчения определяют степень шероховатости и неровности поверхностисформирование обоих конденсаторов осуществляют в идентичных условиях путем последовательного нанесения нижнего электропроводящего, диэлектрического и верхнего электропроводящего слоев, повторяющих неровности и микропрофиль этих поверхностей и имеющих у обоих конденсаторов одинаковые габаритныэ размеры. На фиг. 1.показано сечение исследуемой поверхности в зоне измерения; на фиг. 2 - исследуемая поверхность При реализации данного способа, вид сверху.. Способ измерения шероховатости и неровности осуществляется следующим образом. На исследуемой поверхности 1 формируют измерительный конденсатор путем последовательного нанесения каким-либо известным способом (напылением в глубоком вакууме, химическим или электрическим осаждением и т.п. электропроводящих слоев 2 и 3 и диэлектрического слоя ,практически полностью повторяющими микропрофиль и все неровности исследуемой поверхности 1. Аналогично формируется эталонный конйенсатор с такими же габаритными размерами в поперечном сечении и в плане на практически гладкой эталомной)повёрхности (не показана ). Для повышения точности измерений и их достоверности на исследуемой поверхности может быть сформировано несколько измерительных конденсаторов, причем они могут быть выполнены многослойными. В случае измерения шероховатости электропроводных поверхностей нижний электропроводный слои можно не наносить. Емкости эталонного и измерительных конденсаторов могут быть измерены любым Известным измерителем емкости. Шероховатость или неровность исследуемой поверхности 1 определяется путем сравнения измеренных емкостей и контролируется по величине коэффициента К С/Сд, где С - емкость измерительного конденсатора на исследуемой поверхности, -а CQ -«емкость эталонного конденсатора, имеющего аналогичные габаритные размеры и было лнемного на практически ровной поверх(ости,о имеюй4ей высокую чистоту обработки. Очевидно, что с увеличением неровности или шероховатости исследу- igMoft поверхности увеличивается эф фективная площадь обкладок (электродов ) измерительного конденсатора, а следовательно, увеличивается его ем- ; кость.

Так как при реализации данного способа информативным параметром, влиящим на изменение емкости конденсаторов в функции шероховатости и .неровности поверхности, является площадь обкладок этих конденсаторов, а ие возд1Д11ный зазор между ними, что характерно для известного способа, повышается Л1 нейность и точность изяерений. Кроме- того, расширяется область применения способа, так как он позволяет измерять шероховатость и неровность как электропроводных, так и Неэлектропроводных поверхностей, например, стекла, керамики, камня, пластмассы и т.д., и позволяет, в частности, осуществлять датировку каменных орудий древнего человека и других археологических объектов по глубине выщелачивания шероховатости ) их поверхностей.

г л г 1

Фиг.2