Измерительное устройство для контроля линейных размеров Советский патент 1987 года по МПК G01B7/02 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет измерять линейные размеры объектов, например толщину, контакт- ным способом с помощью безударного измерительного наконечника.

Перед проведением из.мерения разме- 5 ров контролируемой детали 8 осуществляют установку (поверку) О шкалы или установку (с помощью образцовых концевых мер длины) значения L щкалы при разностном методе измерения. В случае установки О щкалы измерительный наконечник 1 опускают на поверхность столика 7, являющуюся нулевой измерительной базой. При установке значения L шкалы измерительный наконечник 1 опускают на поверхность установленной на столике 7 концевой меры. Вна10

Цель изобретения - повышение производительности и точности контроля за счет активного воздействия на упругие свойства материала контактного элемента измерительного наконечника.

На фиг. 1 схематично показано измерительное устройство для контроля линейных размеров; на фиг. 2-4 - измерительный наконечник безударного типа с закрепленной на его конце эластичной капсулой, запол- чале коммутатор 10 схемы 1 питания уста- ненной коллоидным материалом, и с блоком навливают в положение «Контакт, при ко- управления агрегатным состоянием коллоида- тором напряжение питания конденсатора на фиг. 5 - конфигурация капсулы на- или сила тока, протекающего в обмотке конечника в режиме «Контакт ; на фиг. 6 -12 электромагнита, а следовательно, и

то же, в режиме «Измерение.напряженность создаваемого ею магнитного

Измерительное устройство для контроля 20 поля находится на нижнем уровне, при линейных размеров содержит измеритель- котором агрегатное состояние коллоида в ный наконечник 1, на конце которого зак- капсуле 2 безударного измерительного на- реплена капсула 2 с эластичной оболочкой, конечника является жидким. Капсула 2 при заполненной ферромагнитным или электро- ее контакте с поверхностью измерительной реологическим коллоидом 3. Бандажирова- - базы (или детали 8) под действием изние эластичной оболочки капсулы 2 осуществлено с помощью упругого кольца 4. Наконечник 1 может быть связан, например, со щтоком индикаторной головки 5 часового типа закрепленной на стойке 6, комерительного усилия и вследствие эластичности оболочки принимает расплющенную форму (фиг. 5). Промежуток между поверхностью измерительной базы и жесткой полусферической пятой измерительного наторая установлена на измерительном столикедо конечника внутри капсулы 2 становится при 7, предназначенном для размещения на егоэтом равным hi. Фактическое значение hi поверхности контролируемой детали 8. Дляобусловлено равенством давления коллоида управления агрегатным состоянием колло-внутри капсулы давлению, создаваемому идного материала контактного элементаизмерительным усилием, и может коле- измерительного наконечника 1 служит блок 9 баться в диапазоне сотых долей милли- который в случае использования ферромаг-35 метра. Давление внутри капсулы 2, в свою нитного коллоида может быть выполнен вочередь, определяется эластичностью мате- виде электромагнита (фиг. 2) с регулируе-риала оболочки (наиболее удовлетворяю- мой (посредством коммутатора 10 схемы 11щие требованиям механические характерис- питания) силой тока в его обмотке 12, охва-тики имеет лавсан) и плотностью коллоида, тывающей капсулу 2, или в виде пологоСтабильность агрегатного состояния колло- постоянного магнита 13 (фиг. 3), установ-40 ида на требуемом уровне плотности под- ленного с возможностью перемещения отно-держивается за счет фиксации уровня напря- сительно капсулы 2. Крайние положенияженности магнитного или электрического магнита 13, обеспечивающие метрологиче-полей. Визуально наблюдаемое прекращение скую стабильность измерения, юстируют сперемещения стрелки индикаторной головки помощью механических ограничителей ходадг 5 позволяет фиксировать момент полномагнита (не показаны). Блок управления агрегатным состоянием электрореологического коллоида может быть выполнен в виде конденсатора (фиг. 4), один из электродов (14) которого образован металлистью завершившегося контакта безударного измерительного наконечника с контролируемой поверхностью. После этого переключают коммутатор 10 в положение «Из.ме- рение, при котором ток, протекающий в

зированным слоем на внутренней поверх-50 обмотке 12 электромагнита, или напряжение, ности эластичной оболочки капсулы 2.подаваемое на зажимы 16 и 17 конденсато- Второй электрод (15) конденсатора можетра, обеспечивает более высокую напряжен- быть выполнен в виде электропроводногоность электромагнитного или электрического стержня с полусферической головкой наполя соответственно. Благодаря этому колодном конце и резьбой на его противо-лоид в капсуле 2 переходит в твердое аг- положном конце (фиг. 4). К электродам55 регатное состояние с метрологически требуе- 14 и 15 конденсатора присоединены токо-мой плотностью, когда контактные дефор- подводы 16 и 17, которые подключа-мации поверхности капсулы 2 незначитель- ются к схеме питания этого блока.ны по сравнению с допустимой погрешноИзмерительное устройство для контроля линейных размеров работает следующим образом.

Перед проведением из.мерения разме- ров контролируемой детали 8 осуществляют установку (поверку) О шкалы или установку (с помощью образцовых концевых мер длины) значения L щкалы при разностном методе измерения. В случае установки О щкалы измерительный наконечник 1 опускают на поверхность столика 7, являющуюся нулевой измерительной базой. При установке значения L шкалы измерительный наконечник 1 опускают на поверхность установленной на столике 7 концевой меры. Вна

чале коммутатор 10 схемы 1 питания уста- навливают в положение «Контакт, при ко- тором напряжение питания конденсатора или сила тока, протекающего в обмотке 12 электромагнита, а следовательно, и

мерительного усилия и вследствие эластичности оболочки принимает расплющенную форму (фиг. 5). Промежуток между поверхностью измерительной базы и жесткой полусферической пятой измерительного наконечника внутри капсулы 2 становится при этом равным hi. Фактическое значение hi обусловлено равенством давления коллоида внутри капсулы давлению, создаваемому измерительным усилием, и может коле- баться в диапазоне сотых долей милли- метра. Давление внутри капсулы 2, в свою очередь, определяется эластичностью мате- риала оболочки (наиболее удовлетворяю- щие требованиям механические характерис- тики имеет лавсан) и плотностью коллоида, Стабильность агрегатного состояния колло- ида на требуемом уровне плотности под- держивается за счет фиксации уровня напря- женности магнитного или электрического полей. Визуально наблюдаемое прекращение перемещения стрелки индикаторной головки 5 позволяет фиксировать момент полностью завершившегося контакта безударного измерительного наконечника с контролируемой поверхностью. После этого переключают коммутатор 10 в положение «Из.ме- рение, при котором ток, протекающий в

стью измерения. Переход коллоида в твердое состояние сопровождается увеличение1И его объема за счет пространственно упорядоченной ориентации частиц коллоида в магнитном или электрическом поле. Вследствие этого оболочка капсулы 2 как бы раздувается (фиг. 6), приобретая частично сфероидальную форму. В результате происходит линейное перемещение измерительного наконечника 1 вверх, т.е. реверс. Промежуток между контролируемой поверхностью и сферической пятой наконечника 1 становится при этом равным h, благодаря чему реверсивное перемещение измерительного наконечника равно S h2-h|. Величина реверса S для каждого экземпляра безударного измерительного наконечника является величиной постоянной, определяемой такими характеристиками измерительного устройства, как верхний и нижний уровни напряженности электрического или магнитного поля, на которые отъюстированы конденсатор или обмотка 12 электромагнита и ограничители хода постоянного магнита 13, измерительное усилие, создаваемое наконечником 1, и его изменения в пределах реверса S, состав и исходная плотность коллоида, механические свойства материала эластичной оболочки капсулы, ее геометрические размеры и т.д.

Регистрация завершения реверса может быть осуществлена визуально на основе прекращения перемещения измерительного наконечника 1 и, соответственно, стрелки индикаторной головки 5. После этого производится установка О щкалы (или значения L) поворотом циферблата индикаторной головки 5. Те же действия по управлению агрегатным состоянием выполняются и в процессе измерения размеров (толщины) контролируемой детали 8.

Активное воздействие на упругие свойства контактного элемента измерительного наконечника обеспечивает повыщение производительности измерения объектов, требующих осторожного обращения, например хрупких деталей из стекла типа линз или тонких пластин, увеличение точности измерения и исключение брака при контроль5 но-измерительных операциях из-за возможности повреждения поверхности объекта измерения от механической эрозии, вызываемой ударным контактом, при использовании измерительного контактного наконечника другого типа.

Формула изобретения

1.Измерительное устройство для контроля линейных раз.меров, содержащее кон5 тактный элемент, выполненный из пластичного отвердевающего в процессе измерения материала, отличающееся тем, что, с целью повыщения производительности и точности контроля, оно снабжено измерительным наконечником, закрепленной на его

nU„,

конце капсулой с эластичной оболочкой, в которую по.мещен контактный элемент, в качестве материала которого использован ферромагнитный или электрореологический коллоид, и блоком управления агрегатным сос5 тоянием коллоида.

2.Устройство по п. К отличающееся тем, что блок управления агрегатным состоянием ферромагнитного коллоида выполнен в виде электромагнита с регулируемой силой тока в его обмотке, охватываю0 щей капсулу.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления агрегатны.м состоянием ферромагнитного коллоида выполнен в виде постоянного магнита, установ ленного с возможностью перемещения отно- 5 сительно капсулы.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления агрегатным состоянием электрореологическсЗго коллоида выполнен в виде конденсатора, один из электродов которого образован металлизиро0

ванным слоем на внутренней поверхности эластичной оболочки капсулы.

////////7/////У//////////////////

cpue.l

(Риг. 3

(Pue.

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение производительности и точности контроля линейных размеров объектов при использовании измерительного устройства контактного типа. Устройство содержит измерительный наконечник 1, на конце которого закреплена эластичная капсула 2, заполненная ферромагнитным или электрореологическим коллоидом 3. Блок управления агрегатным состоянием ферромагнитного коллоида может быть выполнен или в виде электромагнита с регулируемой силой тока в его обмотке 12, охватывающей капсулу, или в виде полого постоянного магнита, установленного с возможностью перемещения относительно капсулы. Благодаря этому в процессе из.мерения размеров объекта может быть из- .менена плотность ферромагнитного кол.чоида, что позволяет осуществить безударный кон- такт измерительного наконечника с контролируемой поверхностью, благодаря чему предотвращается ее повреждение. В случае использования электрореологического коллоида управление его плотностью осуществляют изменением напряженности электрического поля конденсатора, один из электродов которого может быть выполнен в виде металлизированного слоя на внутренней поверхности эластичной оболочки капсулы. 3 з.п. ф-лы, 6 ил. ( (О 1/г. 2 О5 СД СЛ 00 СП со