Вимірювання розмірів деталей та шорсткуватості поверхні

Для вимірювань розмірів деталей та шорсткуватості поверхні широко застосовуються електромеханічні методи: контактні штангенциркулі, мікрометри, профілеметри.

В контактних мікрометрах та профілеметрах координати досліджуваного об’єкта попередньо перетворюються в лінійне переміщення голкоподібного щупа, а згодом в електричний сигнал за допомогою індуктивних, взаємоіндуктивних чи ємнісних перетворювачів.

В имірювача малих розмірів на основі ємнісного перетворювача. Ємнісний перетворювач має нерухомий електрод 1, напилений на полірований скляний стержень, та рухомий електрод 2, механічно з’єднаний з голкоподібним щупом, закріпленим в корпусі за допомогою плоских пружин. Ємнісний перетворювач за допомогою кабелю з’єднаний з кварцовим генератором , вихідна частота якого є функцією ємності між рухомим та нерухомим електродами. Частота , та частота від опорного генератора частоти подаються на вхід суматора СМ, вихідна частота якого . Після лінеаризації за допомогою мікропроцесора МП сигнал надходить на цифровий відліковий пристрій, проградуйований в мікрометрах. Враховуючи, що , а при

матимо .

Такий мікрометр може використовуватись для вимірювань параметрів шорсткуватості. Однак виникають похибки через відривання щупа в деяких точках профілю поверхні та внаслідок деформації (пружної та пластичної) досліджуваної поверхні під дією сили з боку щупа. Ці похибки визначаються зусиллям, що створюється щупом.

Подібними за своєю конструкцією та вимірювальним колом є індуктивні мікрометри-профілеметри, в яких вимірювальний щуп у своїй верхній частині має закріплений феритовий стержень, який при переміщенні штока змінює індуктивність вимірювальної котушки. Котушка, індуктивність якої є функцією вимірюваного переміщені х, становить частотно-залежний елемент -генератора. Якщо частота опорного генератора

, а частота вимірювального генератора

,то .

Для вимірювань розмірів у діапазоні часток міліметра до декількох сантиметрів застосовують штангенциркуль з довгоходовим щупом 1 та ємнісним перетворювачем переміщень. Останній складається з циліндричних зовнішнього 2 та внутрішнього 3 електродів і екрана 4 з електропровідного матеріалу, з’єднаного механічно з вимірювальним щупом. При переміщенні екрана ємність вимірювального конденсатора буде змінюватись пропорційно вимірюваному переміщенню.

Л інійні вимірювання можна проводити з високою точністю за допомогою інструментальних мікроскопів. Для цього, у полі зору мікроскопа розміщується шкала або мікроскоп забезпечується відліковим механізмом наведення в горизонтальній і вертикальній площинах.

Оптиметр побудований на основі оптичного важеля з відліком результату за вбудованою шкалою. На мал. приведена схема оптиметра. Промінь світла від джерела 2, відбиваючись від дзеркала 4 і грані призми, поступає на рухоме дзеркало 5. Залежно від його положення на шляху відбитого променя опиняється відповідна частина шкали 1. Спостерігач 3 відраховує значення X. Оптиметр зручний для вимірювання висоти нерівностей, глибини травлення і так далі.