Устройство для определения шероховатости Советский патент 1993 года по МПК G01B7/34 

Известно устройство для определения шероховатости, включающее датчик шероховатости с механизмом перемещения щупа и с самопишущим прибором, по диаграммной записи (профилограмме) которого производится определение параметра шероховатости путем её математической обработки.

Недостатком известного устройства является то, что лаборант вручную производит разбиение полученной профилограммы на участки измерения с определенной длиной, выбирает на каждом участке наибольшие

впадину и выступ, измеряет их величину и производит вычисление параметра шероховатости в требуемом порядке, что является весьма трудоемким процессом.

Известно также устройство при определении шероховатости, включающее датчик шероховатости с механизмом перемещения щупа, и блок математической обработки с устройством индикации.

Недостатком известного устройства является его значительная стоимость, сложность, высокая трудоемкость наладочных и ремонтных работ, необходимость высокоvi ю о о ел со

со

квалифицированного обслуживающего персонала. В известном устройстве происходит запоминание и обработка всей профилог- рэммы без предварительного разбиения ее на участки интервалов измерения и без предварительного выбора на них минимума и максимума, что обуславливает сложность электрической схемы, в частности, сложность входного устройства, аналого-цифрово- го преобразователя.

Цель изобретения - упрощение конструкции.

На чертеже изображена блок-схема устройства для определения шероховатости. Устройство для определения шероховатости включает датчик 1 шероховатости с механизмом 2 перемещения щупа, блок 3 математической обработки с индикатором 4. Блок 3 математической обработки выполнен в виде амплитудного детектора 5 максимума и амплитудного детектора 6 минимума, выходы обоих амплитудных детекторов 5 и 6 подключены соответственно к первому и второму входам схемы сложения 7, выход которой подключен к первому входу компаратора 8, ко второму входу последнего подключен выход интегратора 9, при этом выход генератора 10 тактовых импульсов подключен ко входу интегратора 9 и к первому входу первого формирователя 11 импульсов, второй вход которого и вход счетчика 12 интервалов электрически связаны с выходом задатчика 13 интервала измерений, выход компаратора 8 подключен к первому входу второго формирователя 14 импульсов и к первому входу схем 15 совпадений, выход первого формирователя 11 им- пульсов подключен ко второму входу второго формирователя 14 импульсов и ко второму входу схемы 15 совпадений, третий вход которой связан через первый делитель 16 частоты с генератором 17 измерительных импульсов и с за датчиком 18 диапазона измерений, а выход схемы 15 совпадений связан с текущим измерительным счетчиком 19 и через второй делитель 20 частоты с результирующим измерительным счетчиком 21, выход которого подключен ко второму входу текущего измерительного счетчика 19, третий вход последнего электрически связан с выходом задатчика 13 интервала измерений, а четвертый вход - с первой кнопкой 22 управления, первый выход счетчика 12 интервалов подключен ко входу первого дешифратора 23, а второй выход - к первому входу логики схемы 24, ко второму и третьему входам последней подсоединены вто- рая 25 и третья 26 кнопки управления, при этом выход текущего измерительного счетчика 19 подключен ко входу второго дешифратора 27, выход которого связан с индикатором 28 параметра, выход первого дешиф- ратора 23 связан с индикатором 29 интервала, а выход второго формирователя

14 импульсов подключен ко второму входу амплитудного детектора б минимума и ко второму входу амплитудного детектора 5 максимума, причем выход датчика 1 шероховатости электрически связан со входом

0 амплитудного детектора 6 минимума и со входом амплитудного детектора максимума 5.

Работа устройства происходит следующим образом.

5 Предварительно задается время прохождения трассы щупом с количеством интервалов измерения, на которое разбивается время прохождения трассы, если в качестве задатчика 1.3 используется задатчик

0 периода времени с генератором импульсов определенной частоты. В рассматриваемом примере время прохождения трассы 100 с разбивается на 10 участков - интервалов измерения, при этом задатчик интервала 13

5 выдает импульс об окончании интервала через 10 с. Устанавливают датчик 1 шероховатости на контролируемую поверхность, например, древесно-стружечной плиты, и включают его в работу. Разнополярные им0 пульсы различной амплитуды и длительности соответствующие колебания щупа, т.е. профилю исследуемой поверхности, начинают поступать от датчика 1 шероховатости в блок 3 математической обработки на вхо5 ды амплитудных детекторов 5 и 6, которые осуществляют выборку и запоминание максимальных значений амплитуд импульсов в каждом интервале измерения. Причем амплитудный детектор 5 максимума осуществ0 ляет запоминание максимального значения амплитуды положительного импульса, а амплитудный детектор 6 минимума - абсолютного максимального значения отрицательного импульса.

5 в схеме 7 сложения осуществляется сложение абсолютных значений амплитуд этих импульсов. Результат сложения hmax в виде аналогового сигнала присутствует на входе схемы 7 после каждого интервала из0 мерения, Компаратор 8 преобразует аналоговую величину напряжения hmax, поступившего к нему на первый вход от схемы 7 сложения и характеризующего максимальную величину неровности участка, в

5 импульсы, ширина которых пропорциональна этой величине. Для чего на второй вход компаратора 8 подается пилообразное напряжение с интегратора 9 частотой порядка 0,01 с. В момент окончания интервала измерения от выхода задатчика 13 выдается короткий импульс на вход первого формирователя 11 импульсов, где генерируется разрешающий импульс, который поступает на второй вход схемы 15 совпадений, на первый вход которой в этот момент подается импульс компаратора с длительностью, пропорциональной hmax в данном интервале измерений. На третий вход схемы 15 совпадений поступают импульсы, стабилизированные по частоте, от генератора 17 измерительных импульсов через первый делитель 16 частоты. Задатчиком 18 диапазона измерений коэффициент деления первого делителя 16 частоты импульсов приводится к значению, необходимому для совмещения шкал датчика шероховатости 1 и индикатора 28 параметра. В результате, на выходе схемы 15 совпадений возникает пачка импульсов, количество которых пропорционально длительности импульса компаратора 8, а значит, hmax. Это количество преобразуется в цифровой вид для вывода на индикатор 28 посредством текущего 19 измерительного счетчика и второго дешифратора 27 по сигналу, поступившему от за- датчика 13 интервала измерений при включенной первой кнопке 22 управления. При этом по сигналу об окончании пер-1 вого интервала измерения импульс с за датчика 13 интервала измерений поступает на вход счетчика 12 интервалов и приводит его в состояние 0001. Это состояние декодируется первым дешифратором 23. и на табло индикатора 29 интервала высвечивается 1 - первый интервал, После измерения, обработки и выдачи информации на индикатор 28 вторым формирователем 14 импульсов генерируется импульс сброса, который сбрасывает амплитудные детекторы 5 и 6 в состояние О. Для следующего интервала измерений вышеописанный процесс повторяется, индикатор 28 меняет свои показания на очередном интервале, показывая текущее значение параметра hmaxi, а индикатор 29 - показывая номер 1-го интервала. По окончании 10-го интервала работа схемы по измерению и обработке информации прекращается. Схема переходит в режим

Стоп десятым импульсом со счетчика 12 интервалов, поступившим к первому входу логики схемы 24, осуществляющей этот режим. В текущем измерительном счетчике 19 5 и на индикаторе сохраняется значение hmaxio. При нажатии кнопки 22 управления Параметр на индикаторе 28 высвечивается значение параметра шероховатости Rm. представляющего собой среднее значение

0 суммы максимальных неровностей hmaxi всех интервалов, т.е. требуемое по методике значение параметра Pm hmaxi/n, где п - число интервалов. Для получения этого среднего значения после каждого интерва5 ла измерений содержимое текущего измерительного счетчика 19 делится на общее число интервалов вторым делителем 20 частоты, а результат деления поступает в результирующий счетчик 21, где он

0 суммируется с его содержимым, т.е. с суммой результатов деления предыдущих интервалов. Содержимое результирующего счетчика 21 при нажатии первой кнопки 22 управления переходит в текущий измери5 тельный счетчик 19.

Для повторного измерения параметра шероховатости Rm необходимо нажать вторую 25 кнопку управления Сброс, а затем третью 26. кнопку управления Пуск, в ре0- зультате, логика схемы 24 воздействуя на элементы блока 3 математической обработки приводит их в исходное состояние. Прибор снова переходит в режим автоматического измерения параметра шероховато5 сти Rm, а датчик 1 шероховатости устанавливают на следующую измеряемую поверхность. Процесс измерения повторяется.

В результате использования заявляемо0 го изобретения будет шире использоваться устройство для определения шероховатости, так как повысится его доступность для внедрения на предприятиях за счет упрощения конструкции, снижения себестоимости

5 устройства, снижения трудоемкости и необходимого уровня квалификации по его обслуживанию, что позволит повысить качество выпускаемой продукции.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при измерении шероховатости поверхности. Цель изобретения - упрощение конструкции. Устройство включает блок математической обработки, выполненный в виде амплитудного детектора максимума и амплитудного детектора минимума, датчик ше роховатости, связанный с амплитудными Детекторами через повторитель. Питание блока математической обработки осуществляется посредством выпрямителя и стабилизатора. Предварительно задается время прохождения трассы щупом с количеством интервалов измерения, на которое разбивается время прохождения трассы. В качестве задатчика используется задатчик периода времени с генератором импульсов определенной частоты. При работе устройства раз- нополярные импульсы различной амплитуды начинают поступать от датчика шероховатости в блок математической обработки на входы амплитудных детекторов. В схеме сложения осуществляется сложение абсолютных значений амплитуд этих импульсов. В момент окончания интервала измерения от выхода задатчика выдается короткий импульс на вход первого формо- вателя импульсов, где генерируется разрешающий импульс, который поступает на второй вход схемы совпадений, на первый вход которой в этот момент подается импульс компаратора с заданной длительностью. 1 ил. ел С

Формула изобретения Устройство для определения шероховатости, содержащее датчик шероховатости со щупом, механизм перемещения щупа, блок математической обработки с индикатором, отличающееся тем, чтр, с целью упрощения конструкции, блок математической обработки выполнен в виде амплитудного детектора минимума, амплитудного детектора максимума, схемы сложения, соединенной входами с выходами амплитудных детекторов, интегратора, компаратора, соединенного первым входом с выходом интегратора, вторым - с выходом схемы сложения, задатчика интервалов, первого формирователя импульсов, соединенного с

его выходом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с входом ам.плитудного детектора максимума, последовательно соединенных генератора измерительных импульсов, первого делителя, трехвходовой схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом первого формирователя, третий вход - с выходом компаратора, текущего измерительного счетчика, второго делителя,выход схемы Совпадения соединен с входом второго делителя и первым входом текущего измерительного счетчика, второй вход которого соединен с выходом задатчика интервалов, первого дешифратора, соединенного с выходом текущего измерительного счетчика, выход дешифратора соединен с индикатором, результирующего счетчика измерений,вход которого соединен с выходом второго делителя, а выход - с третьим входом текущего измерительного счетчика, второго дешифратора, счетчика интервалов, соединенного с его входом, вход счетчика интервалов соединен с выходом задатчика интервалов, схемы логики, кнопок Пуск и Сброс, соединенных с первым и вторым входами схемы логики, третий вход которой соединен с вторым выходом счетчика интервалов,

вторые входы амплитудных детекторов объединены и соединены с выходом второго формирователя импульсов, повторителя, включенного между датчиком шероховатости и амплитудным детектором минимума,

вход интегратора объединен с вторым входом второго формирователя и соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а второй вход делителя сбединен с задатчи- ком диапазона измерений.