Способ измерения непараллельности поверхностей плоской детали Советский патент 1992 года по МПК G01B7/14 

Изобретение относится к. измерительной технике и может быть использовано для контроля непараллельное™ поверхностей плоских тел, обладающих электропроводностью или имеющих электропроводящее покрытие, например,для контроля непараллельное™ поверхностей пьезозлементов,

Известен способ измерения непараллельности, предназначенный для измерения отклонения от параллельности друг другу поверхностей плоской стеклянной пластины. Измеряемая пластина вводится в одну из ветвей 2-х лучевого интерферометра таким образом, чтобы одна из ее поверхностей оказалась перпендикулярной коду луча. При наличии клиновидное)и ii iacinHbi изменяется ширина интерференционных полос в поле зрения наблюдательной системы интерферометра По изменению ширины интерференционных полос определяют угол между поверхностями измеряемой пластины.

Недостатком этого способа является низкое быстродействие обусловленное длительностью процесса настройки интерферометра.

Известен также способ,реализованный в системе для измерения непараллельности плоскостей, содержащей три идентичных преобразователя малых перемещений, схему сбора и обработки информации и видео- терминал Перед началом измерений преобразователи устанавливаю) по очереди на одну и ту же позицию между контролируемыми плоскостями с последующей их калибровкой. После калиброаки пкзобразо ватели устанавливают в точках, сГ разую- щих треугольник Разности показаний преобразователей отображаю, на видео терминале в мнемонической форме одновре- менно с мнемоническими данным соответствующими строю параллельному положению плоскостей.

Недостатком этого известного способе-; является низкое быстродействие и словно сть, обусловленные длительным процессом поочередной калибровки преобсазовате лей перемещения с последующей установкой в определенные точки образующие треугольник.

Наиболее близким к заявляемому является способ контроля непараллельное™, заключающийся в том, чго измеряют электрическую емкость конденсатора, одним из электродов которою является поверхность контролируемой детали, а вторым электродом - электропроводящая пластина, размещенная с зазооом над поверхностью контролируемой детали и по изменению емкости судят о степени непараллельчосчи

контролируемых поверхностей. Степень непараллельности определяют сравнением емкости этого конденсатора с емкостью другого конденсатора образованного такими же, но параллельными поверхностями, т.е. сравнением с образцовым элементом.

Недостатком способа-прототипа является низкое быстродействие и сложность, обусловленные дополнительной операцией

сравнения с образцовым элементом.

Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение способа.

Поставленная цель достигается тем, что 8 способе контроля непараллельности поверхностей плоских тел, при котором измеряют емкость конденсатора, в качестве одного из электродов которого используют одну из поверхностей контролируемой детали, а в качестве второго электрода - электропроводящую г ластину. размещенную с зазором чад поверхностью этой детали, вто- уои электрод конденсатора устанавливают с возможностью вращения под острым углом к em оси вращения которую располагают перпендикулярно относительно второй поверхности контролируемой детали. О степени непараллельное™ контролируемых bOseox:ioc78H судя по изменению емкости. На фиг 1 схематически представлен вариант устройства, реализующего предлагаемый способ измерения на фиг 2 представлены данные для числового расчета, где j3 - угол между непараллельно. и1 поверхностями,

Устройство реализующее заявляемый

способ содерж/n держатель 1, цилиндрической формы, на котором установлен измеряемый пьезоэл меч г rJ кмекндий проводящую плоскую .юееохчость 3 непарал/.ельную проводящей плоской поверхности Ј, которая строго перпендикулярна оси 5 держателя 1. Над пьезозлементом 2, на общей оси с держателем 1 расположен измерительный цилиндр 6, торец котооого о5ращенный к пьезоэлементу 2 выполнен в вице проводящей наклонной плоской поверхности 7 электропроводной пластины, образующей с осью 5 ее вращения некоторый угол а подбираемый из условий конкppiHui задачи Измерительный цилиндр 6 чмеет возможность вращаться ь подшипнике 5 вокруг оси 5. Проводящие плоскостные поверхности 3 и 7 образующие электрический конденсатор, подключены проводниками 9 к измерителю емкости 10 Неподвижный элемент консгрукции оси измерительного цилиндра 6 например, подшипник 8, и проводящая наклонная поверхность 7 электрически соединены

Измерение параллельности в соответствии с заявляемым способом осуществляют следующим образом.

В держатель 1 устанавливают измеряе- . мый пьезоэлемент 2. Поворачивая вокруг оси 5 измерительный цилиндр 6, измерителем емкости 10 измеряют минимальную и максимальную емкости конденсатора, получающиеся при вращении. Разность минимальной и максимальной емкостей соответствует углу между измеряемыми плоскими поверхностями 3 и 4 пьезоэле- мента 2. Если плоскости 3 и 4 пьезоэлемен- та 2 параллельны, то при вращении цилиндра 6 емкость постоянна.

Для измерения пьезоэлементов (ПЭ) с различными отклонениями от параллельности необходимо построить градуировочную характеристику зависимости емкости от отклонения от параллельности поверхностей П Э.

При измерении ПЭ с различными толщинами необходимо обеспечить известными методами позиционирование измерительного цилиндра 6 или держателя 1 для получения одного и того же первоначального зазора между измеряемым ПЭ 2 и измерительным цилиндром 6.

Т.о., в соответствии.с данным способом, по изменению электрической емкости пло- ского конденсатора, образованного проводящей наклейной плоскостью измерительного цилиндра и проводящей плоскостью измеряемого плоского тела, при вращении

измерительного цилиндра вокруг общей оси судят о непараллельности плоскостей измеряемого плоского тела. При этом при абсолютной параллельности плоскостей последнего изменение электрической емкости плоского конденсатора отсутствует.

Технико-экономические преимущества данного изобретению по сравнению с объектом-прототипом заключаются в повышении производительности процесса измерения, обеспечиваемой особенностями реализуемого принципа, простотой схемного решения и быстротой обэаботки результатов измерений.

Формула изобретения Способ измерения непараллельности поверхности плоской детали заключающийся в том, что измеряют электрическую емкость конденсатора, в качестве одного из электродов которого используют одну из поверхностей контролируемой детали, а в качестве второго электрода - электропроводящую пластину, размещенную с зазором над одной из поверхностей этой детали, и по изменению емкости судят о степени непараллельности ее поверхностей, отличающийся тем. что, с целью повышения быстродействия и упрощения способа, второй злектрод конденсатора устанавливают с возможностью вращения под острым углом к его оси вращения, которую располагают перпендикулярно относительно другой поверхности контролируемой детали.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить быстродействие и упростить способ контроля непараллельности поверхностей плоских тел. О степени непараллельности судят по изменению электрической емкости конденсатора, в качестве одного из электродов которого используют одну из поверхностей 3 контролируемой плоской детали, а в качестве второго электрода - электропроводную пластину 7, размещенную с зазором над поверхностью этой детали. Второй электрод конденсатора устанавливают с возможностью вращения под острым углом к его оси 5 вращения, которую располагают перпендикулярно относительно второй поверхности 4 контролируемой детали. 2 ил.