2. Описание средств измерения [2,3]

Двойной микроскоп МИС-11 представляет собой систему из двух микроскопов – осветительного (проектирующего) и наблюдения, оси которых составляют между собой угол . Он предназначен для измерения высотных параметров ШП в диапазоне значений 0,8…62,5 мкм (при определении R_Z и R_m) и шаговой характеристики S.

Принцип работы прибора основан на сечении контролируемой поверхности пучком света, получении искривленного микронеровностями изображениями профильной кривой в поле зрения объектива и измерении его высотных и продольных параметров с помощью окулярного микрометрического отсчетного устройства.

Перед измерением прибор настраивается по инструкции, при этом на нем же установлена подходящая пара сменных объективов в соответствии с ожидаемым результатом измерения. (Каждый из четырех сменных объективов МИС-11 предназначен для измерения высотных и других характеристик в установленных паспортом прибора пределах.)

Настройка МИС-11 заключается, главным образом, в получении резкого изображения измеряемого профиля на фоне подвижной шкалы окулярного микрометра с перекрестием линий, служащих для отсчета координат этого профиля при измерении его параметров. Для отсчета числовых значений параметров ШП пользуются окулярным микрометром с ценой деления барабанчика 0,01 мм.

Двойной микроскоп имеет небольшое поле зрения и не в состоянии охватить требуемую базовую длину l, поэтому ШП оценивают на участках, меньших l, что является недостатком этих приборов. Его частично устраняет сменный объектив. Условно будем считать, что линейное поле зрения сменного объектива будет примерно ограничивать расстояние, равное базовой длине l.

После настройки прибора приступают к измерению высотных и продольных параметров, входящих в формулы для расчета числовых значений характеристик R_Z , R_m, S.

3. Методика измерений

Контролируемая деталь устанавливается на столике прибора так, чтобы направление измерения поверхности совпало с указанным в задании (чертеж, технические условия).

В настоящей работе деталь устанавливаем так, чтобы направление следов обработки ее контролируемой поверхности было перпендикулярно изображению щели (световой полоски) на ней.

Измерение высотных параметров (рис. 5.2,а). Вначале, наблюдая в окуляр, поворотом его вращающейся головки добиваемся четкой видимости перекрестия линий шкалы на фоне светящегося изображения контролируемого профиля.

Затем поворотом корпуса окулярного микрометра ориентируем одну из этих линий параллельно общему направлению наблюдаемого профиля ШП и начинаем измерения его высотных параметров. Вращая барабанчик окулярного микрометра и наблюдая в окуляр прибора, подводим горизонтальную линию шкалы до касания с вершиной изображения выступа неровности (рис. 5.2,а). В этом положении (1-1) делаем первый отсчет по барабанчику окулярного микрометра. Это будет ордината одного из пяти измеряемых “максимальных” выступов. Затем смещаем эту же линию перекрестия до касания ее с дном впадины (положение 2-2) и определяем таким образом ординаты пяти самых глубоких впадин. (Выступы и впадины измеряем по одну сторону изображения щели.) Усредненная разность отсчетов по вершинам и впадинам представляет собой значение характеристики R_Z в делениях барабанчика, которое, с учетом увеличения прибора, может быть представлено в микрометрах:

,

где  ординаты максимальных выступов и впадин в делениях барабанчика окулярного микрометра;  множитель, учитывающий увеличение объектива (по таблице); 10 – цена деления барабанчика, мкм.

Для нахождения параметра R_m измеряем ординаты наивысшей точки профиля (ордината линии выступов) и наинизшей точки профиля (ордината линии впадин) в делениях барабанчика в пределах базовой длины. С учетом увеличения прибора параметр R_m может быть рассчитан в микрометрах:

, мкм

Рис. 5.2. Отсчет высотных и продольных параметров ШП на МИС-11

Измерение характеристики S (рис. 5.2,б). Вертикальную линию перекрестия шкалы окулярного микрометра последовательно совмещаем с соседними максимумами профиля. Измеряем абсциссы максимумов профиля S_i в делениях барабанчика, и расчет значения характеристики S ведем по формуле:

, мм,

где n – число шагов неровностей профиля по вершинам; С – цена деления барабанчика микрометра при измерении шагов неровностей, мкм (по табл. 1).

Таблица 1

Шифр объектива	Фокусное расстояние объектива, мм	Пределы измерений высотных параметров, мкм		1/2N	Цена деления барабанчика С при измерении S, мкм
		нижний	верхний
OC-39	25,0	62,5	6,3	0,085	1,218
OC-40	13,9	18,7	3,2	0,047	0,670
OC-41	8,2	10,0	1,6	0,028	0,403
OC-42	4,3	3,2	0,8	0,014	0,205