Способ измерения непараллельности поверхностей плоской детали

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить быстродействие и упростить способ контроля непараллельности поверхностей плоских тел. О степени непараллельности судят по изменению электрической емкости конденсатора , в качестве одного из электродов которого используют одну из поверхностей 3 контролируемой плоской детали, а в качестве второго электрода - электропроводную пластину 7, размещенную с зазором над поверхностью этой детали. Второй электрод конденсатора устанавливают с возможностью вращения под острым углом к его оси 5 вращения, которую располагают перпендикулярно относительно второй поверхности 4 контролируемой детали. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 01 В 7/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4851899/28 (22) 17.07,90 (46) 15.10.92, Бюл. ¹ 38 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро "Пьезоприбор" при Ростовском государственном университете (72) В.Н.Кустов, В,С.Яшкин и Г.Н,Комаров (56) Заявка Японии N 63 — 191008, кл. G 01 B

11/26, 1988.

Патент США № 4660294, кл, G 01 В 7/08.

1982.

Авторское свидетельство СССР

N 261704, кл. 6 01 В 7/14, 1968. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕПАРАЛЛЕЛЬНОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПЛОСКОЙ

ДЕТАЛИ,, Я,„1768943 А1 (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить быстродействие и упростить способ контроля непараллельности поверхностей плоских тел, О степени непараллельности судят по изменению электрической емкости конденсатора, в качестве одного из электродов которого используют одну из поверхностей 3 контролируемой плоской детали, а в качестве второго электрода — электропроводную пластину 7, разме;ценную с зазором нал поверхностью этой детали. Второй электрод конденсатора устанавливают с возможностью вращения под острым углом к его оси

5 вращения, которую располагают перпендикулярно относительно второй поверхности 4 контролируемой детали, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля непараллел ьности поверхностей плоских тел, обладающих электропроводностью или имеющих электропроводящее покрытие, например, для контроля непараллельности поверхностей пьезоэлементов, Известен способ измерения чепараллельности, предназначенный для измерения отклонения от параллельности друг другу поверхностей плоской теклянной пластины, Измеряемая пластина вводится в одну из ветвей 2-х лучевого интерферометра таким образом, чтобы одна из ее поверхностей оказалась перпендикулярной коду луча. При íànè÷èëi клиновидности пластины изменяется ширина интерфере -:ционных полос в поле зрения наблюдательной системы интерферометра, Пс изменению ширины интерференционных полос определяют угол между поверхностями измеряемой пластины, Недостатком этого способа является низкое быстродействие. обусловленное длительностью процесса настройки интерферометра.

Известен также способ, реализованный в системе для измерения непараллельности плоскостей, содержащей три идентичных преобразователя малых перемещений, схему сбора и обработки информации и видеотерминал. Перед началом измерений преобразователи устанавливают по очереди на одну и ту же позицию между контролируемыми плоскостями с последующей их калибровкой. После калибровки преобразователи устанавливают в точках, cáðàçóющих треугольник. Разности показаний преобразователей отображают на видеотерминале в мнемонической форме одновременно с мнемоническими данными соответствующими строго параллельному положению плоскостей.

Недостатком этого известного способа является низкое быстродействие и сложность, обусловленные длительным процессом поочередной калибровки преобразователей перемещения с последующей установкой в определенные точки. образуюшие треугольник, Наиболее близким к заявляемом, является способ контроля непараллельности, заключающийся в том, что измеряют электрическую емкость конденсатора, одним из электродов которого является поверхность контролируемой детали, а вторым электродом — электропроводящая пластина, размещенная с зазором над поверхностью контролируемой детали и па изменению емкости судят о степени непараллельности

ДР

55 контролируемых поверхностей. Степень непараллельности определяют сравнением емкости этого конденсатора с емкостью другого конденсатора образованного такими же, но параллельными поверхностями, т.е. сравнением с образцовым элементом.

Недостатком способа-прототипа является низкое быстродействие и сложность, обусловленные дополнительной операцией сравнения с образцовым элементом.

Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение способа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля непараллельности поверхностей плоских тел, при котором измеряют емкость конденсатора, в качестве одного из электродов которого используют одну из поверхностей контролируемой детали, а в качестве второго электрода — электропроводящую пластину, размещенную с зазором над поверхностью этой детали, второи электрод конденсатора устанавливают с возмn: ностью вращения под острым yrnovi к его оси вращения. которую располагают перпендикулярно относительно второй поверхности контролируемой детали. G степени непараллельности контролируемых повеох.-юстей судят по изменению емкости, На фиг,1 схематически представлен вариант устройства, реализующего предлагаемый способ измерения: на фиг,2 представлены данные для числового расчеа, где,д — угол между непараллел-.íû ii поверхностями, устройство. реализу,ошее заявляемый способ, содержиг держатель 1, Uènèндрической формы, на ко.гором установлен измеряемый пьезоэлемент 2, имеющий проводящую плоскую поверхность .3, непараллельную проводящей пло кой поверхноcTYi 4, которая cTI>ol перпендикулярна оси

5 держателя 1, Нар, пьезо лементом 2, на общей оси с держателем 1 расположен измерительный цилиндр 5, торец которого. Q5раьценный к пьезоэлементу 2, выполнен в виде проводящей наклонной и lo(:êàé поверхности 7, электропроводной пластины, образующей с осью 5 ее вращения некоторыЙ угол и подбиоаемыЙ из условий KQHK регнсй задачи, Измерительный цилиндр б имеет возмо>кность вращаться в подшипнике 8 вокруг оси 5, Проводящие плоскостные поверхности 3 и 7 образующие электрический конденсатор, подключены npoaopниками 9 к и-мерителю емкости 10.

Неподвижный элемент конструкции оси измери-ельного цилиндра б, например, подшипник 8, и проводящая наклонная поверхность 7 электрически соединены.

1768943

Измерение параллельности в соответствии с заявляемым способом осуществляют следующим образом.

В держатель 1 устанавливают измеряемый пьезоэлемент 2, Поворачивая вокруг оси 5 измерительный цилиндр 6, измерителем емкости 10 измеряют минимальную и максимальную емкости конденсатора, получающиеся при вращении. Разность минимальной и максимальной емкостей соответствует углу между измеряемыми плоскими поверхностями 3 и 4 пьезоэлемента 2, Если плоскости 3 и 4 пьезоэлемента 2 параллельны, то при вращении цилиндра 6 емкость постоянна, Для измерения пьезоэлементов (ПЭ) с различными отклонениями от параллельности необходимо построить градуировочную характеристику зависимости емкости от отклонения от параллельности поверхностей

П Э.

При измерении ПЗ с различными толщинами необходимо обеспечить известными методами позиционирование измерительного цилиндра 6 или держателя

1 для получения одного и того же первоначального зазора между измеряемым ПЗ 2 и измерительным цилиндром 6.

Т.о., в соответствии.с данным способом, по изменению электрической емкости плоского конденсагора, образованного проводящей наклснной плоскостью измерительного цилиндра и проводящей плоскостью измеряемого плоского тела, при вращении измерительного цилиндра вокруг общей оси судят о непараллельности плоскостей измеряемого плоского тела. При этом при абсолютной параллельности плоскостей

5 последнего изменение электрической емкости плоского конденсатора отсутствует.

Технико-экономические преимущества данного изобретению по сравнению с объектом-прототипом заключаются в повыше10 нии производительности процесса измерения, обеспечиваемой особенностями реализуемого принципа. простотой схемного решения и быстротой обработки результатов измерений.

Формула изобретения

Способ измерения непараллельности поверхности плоской детали заключающийся в том, что измеряют электрическую ем20 кость конденсатора, в качестве одного из электродов которого используют одну из поверхностей контролируемой детали, а в качестве второго электрода — электропроводящую пластину, размещенную с зазором

25 над одной из поверхностей этой детали, и по изменению емкости судят о степени непараллельности ее поверхностей. о т л и ч аю шийся тем. что, с целью повышения быстродействия и упрощения cnoc ba. вто30 рой электрод конденсатора устанавливают с возможностью вращения под острым углом к его оси вращения, которую рас полагают перпендикулярно относительно другой поверхности контролируемой детали.