Емкостное устройство для измерения шероховатости поверхности и диаметра металлического объекта Советский патент 1992 года по МПК G01B7/12 G01B7/34 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения шероховатости поверхности и диаметра металлических деталей в машиностроении.

Известно устройство для измерения шероховатости металлических поверхностей, содержащее датчик шероховатости, выполненный в виде плоского металлического электрода с нанесенным на рабочую поверхность слоем диэлектрика измерительный блок, входом соединенный с выходом датчика шероховатости.

Недостатком устройства является низкая точность измерения шероховатости неплоских поверхностей.

Наиболее близким к предлагаемому является емкостное устройство для измерения шероховатости металлических поверхностей, содержащее корпус, датчик шероховатости, выполненный в виде укрепленного на упругом элементе плоского металлического электрода с нанесенным на его рабочую поверхность слоем диэлектрика, измеритель диаметра в виде закреплен О

ных на корпусе электродов, на которые нанесен диэлектрический слой, и измерительный блок. Причем измеритель диаметров выполнен в виде закрепленного на корпусе и снабженного кромками базирования диэлектрического кольца, на торце которого размещены покрытые слоем диэлектрика два плоских электрода.

Недостатком устройства является низкая точность измерения диаметров, обусловленная тем, что измеритель диаметров имеет незначительную емкость, т.к. дальние кромхи его находятся на значительном удалении от поверхности детали, а базирование по детали осуществляется по внутренним кромкам. Кроме этого, контакт датчика шероховатости с изделием производится по одной линии, что обуславливает достаточно низкие абсолютные величины емкости, а следовательно, это приведет к значительным погрешностям при измерении шероховатости.

Целью изобретения является повышение точности измерения шероховатости.

Указанная цель достигается тем, что в известном емкостном устройстве для измерения шероховатости поверхности и диаметра металлического объекта, содержащем корпус, размещенный в нем датчик шероховатости, который выполнен в виде закрепленного на упругом элементе металлического электрода с нанесенным на его рабочую поверхность слоем диэлектрика, измеритель диаметра, выполненный в виде закрепленных на корпусе электродов, на которые нанесен диэлектрический слой, и присоединенный к датчикам измерительный блок. Электроды датчика шероховатости и измерителя диаметров выполнены в виде призм с углом а , выбираемым в диапазоне от 20 до 175°.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Измеритель диаметров содержит корпус 1, на торце которого жестко закреплен измеритель диаметров 2, представляющий собой электроды в виде призмы с углом а. охватывающие измеряемую поверхность Электроды 2 покрыты слоем диэлектрика 3. Угол охвата выбирается в диапазоне от 20 до 175°, т.е. таким, чтобы расстояние от вершины призмы до измеряемой поверхности составляло 1-2 мм. Уменьшение этого расстояния приводит к большим углам, что отрицательно сказывается на центрировании прибора по детали, а увеличение этого расстояния уменьшает емкость датчика и снижает точность измерения. Для цилиндрических поверхностей подавляющего

большинства изделий машиностроения угол а должен изменяться в пределах 20- 175°.

Датчик шероховатости 4 представляет

собой электрод в виде призмы с нанесенным на него диэлектрическим покрытием 5. Датчик шероховатости 4 жестко закреплен на стакане 6, в глухом отверстии которого установлена пружина 7. Между электродом

0 4 и стаканом 6 установлено токосьемное кольцо 8. Сверху корпус закрыт крышкой 9. Электроды 2 и 4 подключены к измерительному блоку 10.

Устройство работает следующим обрз5 зом. Устройство устанавливают на измеряе- мую цилиндрическую поверхность призмами 2. Датчик шероховатости 4 прижимается к измеряемой поверхности пружиной 7. В местах контакта электродов 4 и

0 2 создаются электрические емкости, величина которых регистрируется измерительным устройством 10. Предварительная настройка измерительного устройства выполняется таким образом, что датчик 2 регистрирует

5 только диаметр измеряемой детали, а датчик 4 регистрирует как шероховатость, так и диаметр измеряемой детали.

Разное реагирование датчиков достигается созданием различного коэффициента

0 передачи, т.е. датчик 2 имеет низкий коэффициент передачи (меньшую чувствительность), поэтому он не реагирует на изменение шероховатости, но реагирует на изменение кривизны поверхности.

5Сигналы от датчиков 2 и 4 поступают в

измерительное устройство 10, в котором производится вычитание сигнала датчика 4 из сигнала датчика 2, таким образом показывающий прибор 11 измерительного уст0 ройства 10 регистрирует значение шероховатости измеряемой поверхности. Сигнал отдатчика 2 поступает на прибор 12, регистрирующий таким образом диаметр изделия.

5 Современное использование призматического датчика диаметра и призматического датчика шероховатости позволяет значительно повысить точность измерения шероховатости.

0Применение данного устройства обеспечивает повышение точности и стабильность измерений.

Формула изобретения Емкостное устройство для измерения

5 шероховатости поверхности и диаметра металлического объекта, содержащее корпус, размещенный в нем датчик шероховатости, который выполнен в виде закрепленного на упругом элементе металлического электрода с нанесенным на его рабочую поверхность слоем диэлектрика, измеритель диаметра, выполненный в виде закрепленных на корпусе электродов, на которые нанесен диэлектрический слой, и присоединенный к датчикам измерительный блок, отличающее с я тем, что, с целью повышения

точности измерения шероховатости цилиндрических поверхностей, электроды датчика шероховатости и измерителя диаметров выполнены в виде призм с углом а. , выбираемым в диапазоне от 20 до 175°.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для одновременного измерения шероховатости металлических поверхностей и диаметров металлических деталей. Целью изобретения является повышение точности измерения шероховатости. Устройство содержит корпус, на торце которого жестко закреплены электроды измерителя диаметра, выполненние в виде призмы с углом а и охватывающие измеряемую поверхность. Эти электро ды покрыты слоем диэлектрика Датчик шероховатости также содержит электрод, выполненный в виде призмы с нанесенным на него диэлектрическим покрытием. Этот датчик жестко закреплен на стакане, в глухом отверстии которого установлена пружина. Между электродом и стаканом установлено токосъемное кольцо. Сверху корпус закрыт крышкой. Устройство устанавливают на измеряемую поверхность призмами датчиков и прижимают к ней с помощью пружины. В местах контакта электродов создаются электрические емкости, величина которых регистрируется измерительным блоком. Предварительная настройка измерительного блока выполняется, чтобы датчик диаметра регистрировал только диаметр измеряемой детали, а датчик шероховатости регистрировал как шероховатость, так и диаметр измеряемой детали. 1 ил. (Л о Ю

J&L.

77

т

72 /

/

El IS1

W.

/////////XY///77