Оптико-механические и оптические приборы |
543 |
Измерения образцовых концевых и штриховых мер длины высшей точности производятся на бесконтактных интерференционных прибо рах и компараторах. В производ ственных условиях измерения плоско параллельных концевых мер длины 3—4-го разрядов производятся техни ческим интерференционным методом и
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на контактных интерферометрах |
за |
|
|
вода «Калибр» конструкции И. Т. Увер- |
|
|
ского. |
|
технического |
интерфе |
|
|
|
Сущность |
|
|
ренционного |
|
метода |
заключается |
|
|
в определении |
разности |
размеров |
по |
|
|
веряемой и образцовой мер с помощью |
|
|
двух |
плоских |
стеклянных |
пластин. |
|
|
Разность размеров мер не должна пре |
|
|
вышать 1,5 мкм. |
|
|
и н т е р ф е |
|
|
|
К о н т а к т н ы е |
|
|
р о м е т р ы |
согласно ГОСТ |
8290—57 |
|
|
разделяются |
на вертикальные (ИКНИ, |
|
|
рис. |
4.57) и |
горизонтальные |
(ИКПГ, |
|
|
рис. 4.58). При перемещении измери |
|
|
тельного стержня |
трубки интерферо |
|
|
метра и связанного с ним зеркала изме |
Рис. |
4.57 |
няется разность |
хода лучей, в |
резуль |
тате |
чего интерференционные |
полосы |
|
черная (ахро |
перемещаются по |
шкале |
прибора. Указателем является |
матическая) |
полоса. |
Регулировка |
переменной |
цены деления шкалы |
в пределах 0,05—0,2 |
мкм |
достигается изменением ширины и положе- |
ния интерференционных полос. Техническая характеристика приборов дана в табл. 4.28. Поверка контактных интерферометров произво дится по Иструкции 102—58 КСМИП.
Лазерные интерферометры применяются для измерения переме щений рабочих органов станков и измерительных машин. Такие при-
544 |
Средства измерения линейных размеров |
ТАБЛИЦА 4.2'
Техническая характеристика контактных интерферометров
(по ГОСТ 8290—57 и материалам завода «Калибр»)
Интерферометры
Основные показатели
Цена деления шкалы в мкм
Рекомендуемая цена деления шкалы в мкм
Число делений шкалы
Наибольшая длина измеряемых изделий в
мм
Наибольший диаметр измеряемых изделий в мм
Перемещение измерительного стержня в мм, не менее
Пределы допускаемой погрешности показа ний в мкм
Варйация показаний в мкм
Вариация показаний с учетом погрешности от перемещения стола в мкм
Измерительное усилие в сН ,
Габаритные размеры в мм
Масса в кг
икпв |
|
икпг |
(ПИУ-2) |
|
(ПИУ-3) |
От |
0,05 до |
0,2 |
0,1 |
|
|
0,1 |
II |
|
|
± 5 0 |
сл о |
|
|
150 |
|
|
500 |
**-* |
|
|
250 |
0,5 |
|
|
0,5 |
о» 0 н- |
о 8 |
+ |
1’5ni т ) |
|
|
0,02 |
|
|
0,02 |
|
|
|
0,05 |
150=3= 10 |
|
200±10 |
280X 50X 700 |
|
— |
45 |
|
|
— |
П р и м е ч а н и е , п — число делений шкалы от нулевого штриха? i — цена деления шкалы в мкм; А, — длина волны света в мкм? ДА, — погрешность измерения длины волны в мкм (не превышает ±0,002 мкм).
боры обычно состоят из газового гелий-неонового лазера, интерферо метра, электронной системы, включающей счетчик интерференционных полос, и отражательного зеркала, устанавливаемого, например, нс суппорте станка. Счетчик подсчитывает число интерференционны полос, характеризующих длину перемещения суппорта, и определяем направление перемещения. Техническая характеристика некоторые лазерных интерферометров приведена в табл. 4.29.
Сферометры (ГОСТ 11194—65)
Сферометры предназначены для определения радиусов кривизны выпуклых и вогнутых сферических поверхностей. Значения радиуа кривизны определяют по результатам измерения стрелы прогиба ша рового сегмента.
ЛОМО выпускает оптические сферометры ИЗС-7, ИЗС-8 (типы ССО и СНО) и индикаторный сферометр ИЗС-9 (тип СНМ). Сферометг ИЗС-7 предназначен для измерения радиусов кривизны небольших
|
|
Оптико-механические и оптические приборы |
|
|
545 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТАБЛИЦА |
4.2 9 |
|
|
|
|
Техническая |
характеристика |
|
[б] |
|
|
|
|
|
|
некоторых лазерных интерферометров |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Интерферометры |
фирм |
|
|
|
Основные показатели |
«Hullett |
«КаПег |
« Кап к |
«Johanson» |
Taylor |
|
|
|
|
Packard» |
Hammer* |
11obson» |
|
( Швеция) |
|
|
|
|
(США) |
(США) |
( Англии) |
|
|
|
Диапазон |
измере |
0—60 |
0—45 |
()—I, |
|
0—5 |
ний в |
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Цена |
деления |
в мкм |
0,01 |
и 0.1 |
0,1 |
и |
0,3 |
|
1 |
|
0.05 и |
0,2 |
Погрешность |
изме |
0,5 |
мкм |
± |
(1 |
от |
'1 |
мкм |
«= (0,0000*+ |
рения |
|
|
|
на |
1 м |
счет + |
0,5 X |
на |
5 м |
f |
0,5* 10-«L) |
|
|
|
|
|
|
X |
10-"/) |
|
|
± |
(0,0003 + |
|
|
|
|
|
|
± |
(1 |
от |
|
|
|
|
|
|
|
|
ечет |
+ |
I X |
|
|
I- 0,5* 10-eL) |
|
|
|
|
|
|
X |
10-"/.) |
|
|
|
|
|
М аксимальная |
ско |
|
18 |
|
10 |
18 |
|
1.2 и |
4,* |
рость перемещения от |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ражателя в |
м/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
деталей, а сферометры ИЗС-8 и ИЗС-9 — больших детал|й. Техничес кая характеристика сфсромстрон дана в табл. 4.30. Поверка сферомет ров производится по Инструкции 155—63 КСМИП.
|
|
|
|
|
|
|
|
ТАБЛИЦА |
4.30 |
|
|
Техническая характеристика |
сферометров |
|
|
|
|
|
|
(по |
ГОСТ 11 194 —65 |
и 19]) |
|
|
|
Основные |
показатели |
ИЗС-7 |
ИЗС-8 |
ИЗС-9 |
«Са г 1 |
«Asca- |
Zeiss» |
nia» |
Диапазон |
измерения |
10— 1000 |
80 — |
|
80— |
250 — |
80 — |
радиусов в |
мм |
|
|
|
40 000 |
40 000 |
40 000 |
40 000 |
Диапазон |
показаний |
=4=15 |
± 1 5 |
|
0 — 1 |
0 — 1 |
0 —0,2 |
по шкале в |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Цена деления |
отсчет- |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
норо устройства |
в |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
Относительная |
|
по |
± 0 ,0 4 — |
± 0 ,0 4 — |
± 0 , 1 — |
—* |
До |
± 2 |
грешность прибора |
в % |
0,07 |
0,5 |
|
1,5 |
|
|
|
Габариты |
в мм |
|
210Х |
320 X |
|
320 X |
|
|
|
|
|
|
|
X 240 X |
X 320X |
|
X 320 X |
|
|
|
|
|
|
|
X 380 |
X 290 |
|
X 180 |
|
|
|
Масса в кг |
|
|
9,5 |
2,4 |
|
1 |
— |
|
|
546 |
Средства измерения линейных размеров |
Лупы измерительные (ГОСТ 8309—57)
Измерительные лупы типа ЛИ имеют шкалу, что позволяет произ водить измерения на поверхности детали (например, расстояния междл рисками и т. п.). Техническая характеристика луп дана в табл. 4.31
ТАБЛИЦА 4.31
Техническая характеристика измерительных луп (по ГОСТ 8309—57)
|
Основные |
показатели |
|
ЛИ-3 |
ЛИ-4 |
Увеличение |
|
|
|
10* |
10х |
Поле зрения |
линейное |
в мм |
, |
16 |
17 |
Расстояние детали от поверхности линзы в мм |
21,5 |
17,5 |
Цена деления шкалы в мм |
|
0,1 |
0,1 |
Диапазон измерения в |
мм |
|
15 |
15 |
Погрешность |
измерения |
в мм |
|
0,01 |
0,02 |
Габаритные |
размеры (высотахдиаметр) |
30X32 |
60X43 |
Масса в г |
|
|
|
30 |
125 |
8.ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
Пневматические приборы применяются для контроля и измерения методом сравнения размеров, отклонений формы и расположения по верхностей изделий. Они обеспечивают высокую точность и произво дительность контроля- и позволяют осуществлять бесконтактные г контактные измерения. Приборы раз деляются на манометрические и ротаметрические или поплавковые.
В манометрических приборах (рис. 4.59) через входное отверстие (сопло) 1 в пневматическую камеру 2 поступает воздух постоянное давления Я. Изменение зазора S между выходным соплом 4 и поверх ностыо измеряемого изделия 5 вызывает изменение расхода воздуха
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пневматические измерительные приборы |
547 |
Соответственно изменяется |
рабочее давле |
|
|
ние h воздуха в камере 2, измеряемое |
|
|
манометром 3, |
градуированным |
в едини |
|
|
цах длины. В качестве чувствительного |
|
|
элемента |
в |
манометрах |
используются |
|
|
жидкость, трубка Бурдона, мембрана или |
|
|
сильфон. |
ротаметрических |
приборах |
|
|
В |
|
|
|
|
(рис. 4.60) изменение расхода воздуха |
|
|
приводит к изменению положения по |
|
|
плавка |
1 в конической |
стеклянной |
труб |
|
|
ке 2, через которую проходит воздух |
|
|
постоянного давления. |
Высота |
подъема |
|
|
поплавка, определяемая по шкале .7, |
|
|
расположенной |
рядом |
с трубкой, харак |
|
|
теризует значение зазора 5, а следова |
|
|
тельно, и размера измеряемого изделия ■/. |
|
|
В качестве источника воздуха исполь |
|
|
зуются |
заводская |
пневматическая |
сеть, |
|
|
компрессор или баллон |
со сжатым возду |
|
|
хом. Постоянство давления воздуха обес |
|
|
печивается- |
специальным |
стабилизатором |
|
|
давления (жидкостным или механическим), |
|
|
а очистка воздуха от посторонних приме |
|
|
сей и влаги |
производится |
фильтром. Ста |
|
|
билизатор давления и |
фильтр |
встраива |
|
|
ются |
непосредственно |
в пневматический |
|
|
прибор |
или |
поставляются |
независимо |
|
|
от прибора. |
«Калибр» изготавливает |
меха |
|
|
Завод |
|
|
нические |
стабилизаторы |
давления »по |
|
|
ГОСТ |
|
14682—69, |
фильтры — по |
ГОСТ |
|
|
14266—69, |
блоки |
фильтров со стабили |
|
|
заторами — по |
ГОСТ |
14683 |
69, |
пнев |
|
|
матические |
приборы (длиномеры) низкого |
|
|
давления — по ГОСТ 11198—651 |
и высо |
|
|
кого давления |
(ротаметры) |
по |
|
ГОСТ |
|
|
14866—69. |
|
|
низкого |
давления |
со |
|
|
Длиномер |
|
|
|
стоит |
из водяного |
стабилизатора |
давле |
|
|
ния, |
фильтра |
|
и |
водяного |
манометра |
|
|
с двумя трубками и двумя шкалами. |
|
|
Отдельно к длиномеру выпускаются пока |
|
|
зывающие устройства (рис. 4,61). К одному |
|
|
длиномеру |
можно |
присоединить |
до |
трех |
|
|
показывающих устройств, что дает воз |
|
|
можность одновременнр измерять до пяти |
|
|
размеров. Ротаметры выпускаются с одно й |
|
|
или несколькими |
трубками. Стабилизато р |
Рис. |
4.61 |
1 Взамен ГОСТ 1П93—65 разрабатывается новый стандарт.
548 |
|
Средства измерения линейных размеров |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т а б л и ц а |
4 .з: |
|
Техническая |
характеристика |
пневматических длиномеров |
|
|
|
|
|
низкого давления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(по |
ГОСТ |
11198—65) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оснащение длиномера |
|
Основные показатели |
|
|
измерительным |
|
калибром- |
|
|
|
|
|
|
|
|
соплом |
|
пробкой |
|
Цена деления шкалы в мкм |
0,5 |
|
1 |
2 |
5 |
j |
2 |
5 |
Диапазон |
измерений |
в мкм |
0,02 |
0,04 |
0,08 |
0,20 |
0,02 |
0,04 |
0,08 |
Предел допускаемой погреш |
0,5 |
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
ности в |
мкм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариации |
показаний |
в цене |
|
|
1/г |
|
|
|
7з |
|
деления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время успокоения в с, ее бо |
|
|
3,5 |
|
|
|
3,5 |
|
лее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длина |
шкалы в мм |
|
|
|
|
500 |
|
|
|
500 |
|
Давление воздуха в сети в |
|
|
2 ~ 6 |
|
|
|
2 —6 |
|
кПА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рабочее давление |
воздуха |
в |
|
0,05=1=0,0005 |
|
0,05=1=0,0005 |
кПА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество манометрических |
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
трубок, |
не менее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
давления |
(механический) |
и |
фильтр |
в |
прибор не |
встраиваются |
Необходимая |
цена |
деления |
|
и диапазон |
измерения |
длиномера низ |
кого давления могут |
быть |
|
получены соответствующим |
подборов |
диаметров |
сопел, а ротаметра, |
кроме того, |
изменением давления |
воз |
духа, конусности трубки и массы поплавка. Шкалы приборов градуи руются по концевым мерам или аттестованным кольцам.
Техническая характеристика длиномеров завода «Калибр» приве дена в табл. 4.32 и 4.33.
Различными организациями разработаны разные типы и конструк ции пневматических приборов низкого и высокого давления: с ценой деления от 0,1 мкм, с широким диапазоном измерения, разным числом трубок, разными отсчетными устройствами, в том числе с пневмооптическим (БВ 6046) и др. Различные пневматические приборы выпускаются также многими иностранными фирмами.
Для измерения различных параметров изделий к пневматическим приборам выпускается специальная измерительная оснастка. Отвер стия с диаметрами менее 3 мм контролируют, пропуская воздух непо средственно через них, а с диаметрами от 3 до 160 мм — с помощью пневматических калибров-пробок (ГОСТ 14864—69).
Пробки типа I (рис. 4.62) предназначены для измерения диаметров от 3 до 6 мм, типа II — для диаметров св. 6 до 16 мм, типа I I I (со встав ными соплами) — для диаметров св. 16 до 160 мм. Каждая пробка со стоит из вставки 1 и ручки 2 с присоединительным концом 3\ пробки типа / имеют, кроме того, переходную втулку 4. Измерительные сопла
|
|
Пневматические измерительные приборы |
|
549 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ТАБЛИЦА 4.33 |
|
Техническая |
характеристика |
пневматических длиномеров |
|
|
|
|
высокого давления (ротаметров) |
|
|
|
|
(по ГОСТ |
14864—69, |
ГОСТ |
14866-69 и ГОСТ 13009—67) |
|
|
|
|
|
|
Конусность |
трубки |
|
|
|
|
|
|
1/1000 |
|
| |
1/400 |
Основные показатели |
|
|
I 1(>Г1Л я в о к |
|
|
|
|
|
|
JUTKIIli |
тяжелый |
лег |
тяж е |
|
|
|
|
кий |
лый |
|
|
|
|
|
|
|
|
Цена |
деления в мкм |
0, 5 |
1 |
1 |
2 |
2 |
5 |
Диаметр |
измерительного |
1 |
0.7 |
I |
0,7 |
1 |
1 |
сопла в |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
Диапазон |
измерения в мм |
0 ,020 |
0 ,0 3 Г» |
0,03 Г» 0 ,0600 |
0,060 |
0,100 |
Пределы допускаемой, по грешности показаний в мкм при работе:
с |
измерительным |
со |
0,5 |
0,8 |
0,8 |
1.5 |
|
плом |
|
|
|
|
|
|
|
с |
калибром-пробкой |
о,а |
|
1,2 |
1,2 |
2,0 |
Вариация показаний в це |
7 . |
|
7 з |
% |
7 з |
не деления |
|
|
|
|
|
|
|
|
Время успокоения в с, не |
|
|
3 |
|
|
более |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
передаточное |
от |
12 000 |
\ |
6900 |
|
ношение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пределы |
допускаемой |
по |
|
|
12 |
|
|
грешности |
среднего |
переда |
|
|
|
|
|
точного отношения в % ( i ) |
|
|
|
|
|
Нелинейность характери |
|
|
3 |
|
|
стики в %, не более |
|
|
|
|
|
|
Давление |
воздуха |
в сети, |
|
|
3,2 —6,0 |
|
в кПА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рабочее |
давление |
воздуха |
|
|
1,5=Ь:0,5 |
|
в кПА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество |
трубок |
|
|
|
|
1; |
2} 3? 5? |
10 |
1,5 2.5
2.04,0
1,5
4000 | 2300
12
3
1,5=12 0,5
должны быть занижены относительно наружного диаметра пробки (рис. 4.63). Исполнительные размеры пробок приведены в табл. 4.34.
Для измерения диаметров отверстий завод «Калибр» выпускает также пневматические нутромеры типа НП с диапазонами измерения 75—100, 100—125 и 125—* 175 мм. Нутромеры оснащены центрирую щим мостиком, обеспечивающим их самоустановку как в диаметральной, так и в осевой плоскости измеряемого отверстия. .
Наружные размеры изделий контролируют с помощью пневмати ческих калибров — колец (рис. 4.64), скоб и пневматических головок бесконтактных и контактных (рис. 4.65), закрепляемых в кронштейне
550 |
Средства измерения линейных размеров |
Тип I
обычного вертикального штатива или стойки со столиком. Контактная головка типа ДПК [2] с коническим клапаном обеспечивает широкий диапазон измерения.
|
Техническая |
характеристика |
|
|
|
|
пневматической |
головки |
типа |
ДПК |
|
|
Диапазон измерения |
# • • |
• |
« |
• |
• |
« |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
0,7 |
мм |
Ход штока # . . . . . . . . |
|
. • # . • . |
|
* |
• |
4 |
мм |
Угол клапана (в зависимости от требуемого пе |
10*—150° |
редаточного |
отношения) |
• |
• |
• |
« |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
Измерительное |
усилие |
. • |
• |
• |
• |
• |
• |
« |
• |
« |
• |
• |
100 |
сН |
Присоединительный размер |
* |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
М 50X0,5 |
Габаритные размеры |
* * • |
• |
« |
• |
• |
' |
• |
• |
• |
« |
|
7X75 |
мм |
Масса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,028 |
кг |
Поверка ротаметров осуществляется по ГОСТ 13009—67, а пнев матических приборов низкого давления — по ГОСТ 16961—71.
Приборы и преобразователи, основанные на электрических прин ципах', рассматриваются ниже (см. главу одиннадцатую).
