Измерительное устройство для контроля линейных размеров

 

Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение производительности и точности контроля линейных размеров объектов при использовании измерительного устройства контактного типа. Устройство содержит измерительный наконечник 1, на конце которого закреплена эластичная капсула 2, заполненная ферромагнитным или электрореологическим коллоидом 3. Блок управления агрегатным состоянием ферромагнитного коллоида может быть выполнен или в виде электромагнита с регулируемой силой тока в его обмотке 12, охватывающей капсулу, или в виде полого постоянного магнита, установленного с возможностью перемещения относительно капсулы. Благодаря этому в процессе из.мерения размеров объекта может быть из- .менена плотность ферромагнитного кол.чоида, что позволяет осуществить безударный контакт измерительного наконечника с контролируемой поверхностью, благодаря чему предотвращается ее повреждение. В случае использования электрореологического коллоида управление его плотностью осуществляют изменением напряженности электрического поля конденсатора, один из электродов которого может быть выполнен в виде металлизированного слоя на внутренней поверхности эластичной оболочки капсулы. 3 з.п. ф-лы, 6 ил. ( (О 1/г. 2 О5 СД СЛ 00 СП со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1355859

А1

<„, 4 а 01 В 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4032880/25-28 (22) 07.03.86 (46) 30.11.87. Бюл. № 44 (72) Ю. П. Тимофеев (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 221324, кл. G 01 В 5/02, 1967.

Авторское свидетельство СССР № 962749, кл. G 01 В 7/02, 1981. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение производительности и точности контроля линейных размеров объектов при использовании измерительного устройства контактного типа. Устройство содержит измерительный наконечник 1, на конце которого закреплена эластичная капсула 2, заполненная ферромагнитным или электрореологическим коллоидом 3. Блок управления агрегатнь м состоянием ферромагнитного коллоида может быть выполнен или в виде электромагнита с регулируемой силой тока в его обмотке 12, охватывающей капсулу, или в виде полого постоянного магнита, установленного с возможностью перемещения относительно капсулы. Благодаря этому в процессе измерения размеров объекта может быть изменена плотность ферромагнитного коллоида, что позволяет осуществить безударный кон- такт измерительного наконечника с контролируемой поверхностью, благодаря чему предотвращается ее повреждение. В случае использования электрореологического коллоида управление его плотностью осуществляют изменением напряженносги электрического поля конденсатора. один из электродов которого может быть выполнен в виде металлизированного слоя на внутренней поверхности эластичной оболочки капсулы.

3зп. флы,бил.

1355859

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет измерять линейные размеры объектов, например толщину, контактным способом с помощью безударного измерительного наконечника.

Цель изобретения — повышение производительности и точности контроля за счет активного воздействия на упругие свойства материала контактного элемента измерительного наконечника.

На фиг. 1 схематично показано измерительное устройство для контроля линейных размеров; на фиг. 2 — 4 — измерительный наконечник безударного типа с закрепленной на его конце эластичной капсулой, заполненной коллоидным материалом, и с блоком управления агрегатным состоянием коллоида. и на фиг. 5 — конфигурация капсулы наконечника в режиме «Контакт»; на фиг. 6 —— то же, в режиме «Измерение».

Измерительное устройство для контроля линейных размеров содержит измерительный наконечник 1, на конце которого закреплена капсула 2 с эластичной оболочкой, заполненной ферромагнитным или электрореологическим коллоидом 3. Бандажирование эластичной оболочки капсулы 2 осуществлено с HQMQLQblo упругого кольца 4.

Наконечник 1 может быть связан, например, со штоком индикаторной головки 5 часового типа закрепленной на стойке 6, которая установлена на измерительном столике

7, предназначенном для размещения на его поверхности контролируемой детали 8. Для управления агрегатным состоянием коллоидного материала контактного элемента измерительного наконечника 1 служит блок 9, который в случае использования ферромагнитного коллоида может быть выполнен в виде электромагнита (фиг. 2) с регулируемой (посредством коммутатора 10 схемы 11 питания) силой тока в его обмотке 12, охватывающей капсулу 2, или в виде полого постоянного магнита 13 (фиг. 3), установленного с возможностью перемещения относительно капсулы 2. Крайние положения магнита 13, обеспечивающие метрологическую стабильность измерения, юстируют с помощью механических ограничителей хода магнита (не показаны) . Блок управления агрегатным состоянием электрореологического коллоида может быть выполнен в виде конденсатора (фиг. 4), один из электродов (14) которого образован металлизированным слоем на внутренней поверхности эластичной оболочки капсулы 2.

Второй электрод (15) конденсатора может быть выполнен в виде электропроводного стержня с полусферической головкой на одном конце и резьбой на его противоположном конце (фиг. 4). К электродам

14 и 15 конденсатора присоединены токоподводы 16 и 17, которые подключаются к схеме питания этого блока.

55 обмотке 12 электромагнита, или напряжение, подаваемое на зажимы 16 и 17 конденсатора, обеспечивает более высокую напряженность электромагнитного или электрического поля соответственно. Благодаря этому коллоид в капсуле 2 переходит в твердое агрегатное состояние с метрологически требуемой плотностью, когда контактные деформации поверхности капсулы 2 незначительны по сравнению с допустимой погрешноИзмерительное устройство для контроля линейных размеров работает следующим образом.

Перед проведением измерения размеров контролируемой детали 8 осуществляют установку (поверку) 0 шкалы или установку (с помощью образцовых концевых мер длины) значения 1 шкалы при разностном методе измерения. В случае установки 0 шкалы измерительный наконечник 1 опускают на поверхность столика 7, являющуюся нулевой измерительной базой. При установке значения 1 шкалы измерительный наконечник 1 опускают на поверхность установленной на столике 7 концевой меры. Вначале коммутатор 10 схемы 11 питания устанавливают в положение «Контакт», при котором напряжение питания конденсатора или сила тока, протекающего в обмотке

12 электромагнита, а следовательно, и напряженность создаваемого ею магнитного

20 поля находится на нижнем уровне, при котором агрегатное состояние коллоида в капсуле 2 безударного измерительного наконечника является жидким. Капсула 2 при ее контакте с поверхностью измерительной базы (или детали 8) под действием измерительного усилия и вследствие эластичности оболочки принимает расплющенную форму (фиг. 5). Промежуток между поверхностью измерительной базы и жесткой полусферической пятой измерительного наконечника внутри капсулы 2 становится при этом равным h<. Фактическое значение h< обусловлено равенством давления коллоида внутри капсулы давлению, создаваемому измерительным усилием, и может колебаться в диапазоне сотых долей миллиметра. Давление внутри капсулы 2, в свою очередь, определяется эластичностью материала оболочки (наиболее удовлетворяющие требованиям механические характеристики имеет лавсан) и плотностью коллоида.

Стабильность агрегатного состояния коллоида на требуемом уровне плотности поддерживается за счет фиксации уровня напря женности магнитного или электрического полей. Визуально наблюдаемое прекращение перемещения стрелки индикаторной головки

5 позволяет фиксировать момент полностью завершившегося контакта безударного измерительного наконечника с контролируемой поверхностью. После этого переключают коммутатор 10 в положение «Измерение», при котором ток, протекающий в

1355859 стью измерения. Переход коллоида в твердое состояние сопровождается увеличением его объема за счет пространственно упорядоченной ориентации частиц коллоида в магнитном или электрическом поле. Вследствие этого оболочка капсулы 2 как бы раздувается (фиг. 6), приобретая частично сфероидальную форму. В результате происходит линейное перемещение измерительного наконечника 1 вверх, т.е. реверс. Промежуток между контролируемой поверхностью и сферической пятой наконечника 1 становится при этом равным hz, благодаря чему реверсивное перемещение измерительного наконечника равно S= hz — hi. Величина реверса S для каждого экземпляра безударного измерительного наконечника является величиной постоянной, определяемой такими характеристиками измерительного устройства, как верхний и нижний уровни напряженности электрического или магнитного поля, на которые отъюстированы конденсатор или обмотка 12 электромагнита и ограничители хода постоянного магнита 13, измерительное усилие, создаваемое наконечником 1, и его изменения в пределах реверса S, состав и исходная плотность коллоида, механические свойства материала эластичной оболочки капсулы, ее геометрические размеры и т.д.

Регистрация завершения реверса может быть осуществлена визуально на основе прекращения перемещения измерительного наконечника 1 и, соответственно, стрелки индикаторной головки 5. После этого производится установка 0 шкалы (или значения

1 ) поворотом циферблата индикаторной головки 5. Те же действия по управлению агрегатным состоянием выполняются и в процессе измерения размеров (толщины) контролируемой детали 8.

Активное воздействие на упругие свойства контактного элемента измерительного наконечника обеспечивает повышение производительности измерения объектов, требуюших осторожного обращения, например хрупких деталей из стекла типа линз или тонких пластин, увеличение точности измерения и исключение брака при контрольно-измерительных операциях из-за возможности повреждения поверхности объекта измерения от механической эрозии, вызываемой ударным контактом, при использовании измерительного контактного наконечника дру10 гого типа.

Формула изобретения

1. Измерительное устройство для контроля линейных размеров, содержащее кон15 тактный элемент, выполненный из пластичного отвердеваюгцего в процессе измерения материала, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и точности контроля, оно снабжено измерительным наконечником, закрепленной на его

20 конце капсулой с эластичной оболочкой, в которую помещен контактный элемент, в качестве материала которого использован ферромагнитный или электрореологический коллоид, и блоком управления агрегатным сос25 тоянием коллоида.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления агрегатным состоянием ферромагнитного коллоида выполнен в виде электромагнита с регулируемой силой тока в сго обмотке, охватываю30 где и капсулу.

3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что блок управления агрегатным состоянием ферромагнитного коллоида выполнен в виде постоянного м- гнита, установленного с возможностью перемещения отно35 сительно капсулы.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления агрегатным состоянием электрореологического коллоида выполнен в виде конденсатора, один из элек40 тродов которого образован металлизированным слоем на внутренней поверхности эластичной оболочки капсулы.

1355859

1355859

Составитель С. Скрыпник

Редактор А. Огар Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Заказ 548! /36 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4