Известны устройства для градуировки профилометров посредством электродинамического ви-братора. Отличительная особенность предлагаемого устройства, также снабженного электродинамическим вибратором, заключается в том, что якорь последнего, передающий колебания на иглу профилометра, одновременно воздействует на контактный молоточек. Этот молоточек закреплен на проволоке, натянутой на полураме, поворачивающейся посредством микрометрического винта. Поворот полурамы вокруг совпадающей с осью проволоки оси происходит до тех пор, пока контактный молоточек не коснется якоря. После этого срабатывает индикатор разрыва контактов, подающий звуковой сигнал. Эта особенность обеспеч|{вает повыщение точности градуировки профилометров, а также расщирение диапазона частот и измерение амплитуды колебания.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - электрическая схема индикатора разрыва контактов.
Вибратор У устройства предназначен для преобразования электрических импульсов и механические колебания якоря,., сообщаемые ощупывающей игле 3 датчика 4 градуируемого профилометра 5. Вибратор производит колебание иглы датчика в диапазоне частот градуируемого профилометра, например, в пределах от 20 до 2000 гц через определенные интервалы. Питание вибратора электрическим током производится от стандартного звукового генератора 6 (например, типа ЗГ-2М или ЗГ-1), создающего переменное напряжение синусоидальной формы.
Для выполнения операции градуировки необходимо знать для каждого класса чистоты величи-ну ам1плитуды колебаний якоря 2 вибратора и частоту питающего вибратор тока. Амплитуда колебаний якоря берется в Соответствии со аначениями критерия Н р (которые указаны в
№ 118988- 2 -
ГОСТ 2789-51). Если амплитуду колебаний якоря вибратора обозначить через А, тогда
А определения частоты колебаний якоря необходимо знать величину шага поверхностных неровностей, возникающих в процессе той или иной технологической обработки, и скорость профилирования.
Известно, что если обмотка вибратора питается постоянным током, то якорь отклоняется на величину, зависящую от конструкции вибратора и от силы электрического тока, причем отклонение якоря прямо пропорционально току. Если вместо постоянного тока пропускать переменный, то якорь будет колебаться с частотой тока, но амплитуда колебаний будет зависеть не только от силы тока, но и от частоты питающего тока. Зависимость амплитуды колебаний якоря от частоты тока может вносить значительную погрешность, которая возникает в результате инерционных явлений.
Измерение амплитуды якоря вибратора обычно осуществляется с помощью микроскопа с окуляр-микрометром и производится однажды, с целью определения его чувствительности, т. е. величины колебания якоря в зависимости от силы тока, протекающего через обмотку вибратора. При градуировке исходят из того положения, что эта чувствительность остается постоянной во всем рабочем диапазоне колебаний и не зависит от частоты тока. Поэтому в процессе градуировки профилометра связь между его показанием и показанием миллиамперметра, включенного в обмотку вибратора, осуществляется через переводной коэффициент, без учета погрещности амплитуды якоря, возникающей в результате .инерционных явлений. В описываемом устройстве для измерения амплитуд применяется подпружиненная полурама 7, проволока 8 с контактным молоточком 9, микрометрический винт 10 -ц индикатор 11 разрыва контактов. Проволока 8 натянута между вертикальными стойками 12 полурамы. Молоточек 9 имеет серебряный контакт на правом конце. Собственная частота колебаний молоточка много меньще колебаний якоря вибратора, т. е. частоты тока, питающего вибратор, и составляет не более 5 гц. Полурама закреплена в двух подшипниках 13 и может в них поворачиваться на некоторый угол а относительно оси, совпадающей с осью натянутой проволоки. Поворот полурамы производится с помощью микрометрического винта 10, имеющего с ней постоянное соприкосновение под воздействием двух пружин М. Цифрой 15 на фиг. 1 отмечено усилительно-измерительное устройство градуируемого профилометра.
Вращая микрометрический винт, можно добиться такого положения, когда контакт молоточка соединится с контактом якоря вибратора. Для установления наличия соединения или разрыва контактов молоточка и якоря применяется индикатор //, электрическая схема которого представлена па фиг. 2. Разрыв или соединение контактов фиксируется с помощью телефона Т, включенного в анодную цепь лампы /7i. Контакты молоточка и якоря помещены в цепь сетки лампы i, а поэтому при малых токах в цепи контактов можно получить гораздо большие токи в цепи телефона Т. Замыкание контактов подает на сетку лампы Л отрицательный потенциал, вследствие чего анодный ток падает почти до нуля. Размыкание контактов снимает с сетки отрицательный потенциал и приводит к стеканию отрицательного заряда, накопившегося на сетке, через сопротивление Rg , анодный ток при этом возрастает до нескольких миллиампер. Периодическое замыкание и размыкание контактов приводит к непрерывному изменению тока в цепи телефона и к непрерывному
дребезжанию в нем. Контакты включаются последовательно с сопротивлением R g, а поэтому изменение сопротивления контактов не влияет заметно на анодный ток и разрыв дает в телефоне отчетливый звук. Питание лампы 1 производится от обычного кенотронного выпрямителя, работающего на лампе Л2 типа 6Ц5С. Индикатор разрыва контактов питается от сети переменного тока напряжением 127 или 220 в.
Для измерения высоты имитируемых микронеровностей электромеханического эквивалента чистоты поверхности быть использован абсолютный метод измерения малых амплитуд. Для определения амплитуды необходимо измерить величину дополнительного натяга, создаваемого для уничтожения отрыва контактного молоточка. Фиксация момента отрыва молоточка от якоря осуществляется посредством изображенной на фиг. 2 электрической схемы по следующей методике. Вначале якорь 2 вибратора 1 не имеет колебаний; с помощью микрометрического винта 10 полурама 7 поворачивается- и контакт молоточка 9 приближается до соприкосновения с контактом якоря вибратора; момент соприкосновения фиксируется электрической схемой. При этом принято, что молоточек касается якоря без нажима, а положение молоточка фиксируется винтом 10. Далее в обмотку вибратора / подается электрический ток определенной частоты, зависящий от класса чистоты и типа градуируемого профилометра. Якорь 2 вибратора начинает колебаться, а вместе с ним и контактный молоточек 9. Так как собственная частота вынужденных колебаний якоря больше собственной частоты колебаний молоточка, то молоточек отрывается от якоря, что вновь фиксируется электрической схемой (в телефоне слышен звук). Для уничтожения отрыва молоточка создают дополнительный натяг, для чего молоточек приближают к якорю (увеличивают угол а); момент прекращения отрыва снова фиксируется электрической схемой (в телефоне звук пропадает), а величина перемещения молоточка измеряется винтом 10. Разность в показаниях микрометрического винта при отсутствии отрыва и при отсутствии натяга дает возможность определить величину дополнительного натяга. С помощью контактного молоточка можно измерять весьма малые амплитуды, равные сотым долям микрона.
Предмет изобретения
Устройство для градуировки профилометров, содержащее электродинамический вибратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности градуировки, -в нем применен индикатор разрыва соприкасающихся контактов, из которых один установлен на молоточке, закрепленном на проволоке, натянутой на подпружиненную полураму, поворотную относительно оси, совпадающей с осью проволоки, а другой контакт установлен на якоре вибратора, сообщающего механические колебания .игле датчика профилометра.
- 3-№ 11898&
220У
