Емкостный датчик шероховатости

 

Использование: в измерительной технике для оценки шероховатости изделий после механообработки, точного литья и т.п., а также во всех областях промышленности при оценке качества поверхности изделия, подготовленного под ультразвуковой, капиллярный или магнитопорошковый контроль. Цель - повышение стабильности и точности измерений шероховатости поверхности металлических изделий емкостным датчиком. Сущность изобретения: в емкостном датчике шероховатости поверхности, выполненном в виде плоского металлического электрода с прокладкой из диэлектрика на рабочей поверхности, размещенного « корпусе на упруго-подвижном штоке, прокладка выполнена в виде плосковыпуклой линзы из материала с высокой диэлектрической постоянной, например пьезокерамики. Положительный эффект: обеспечивает возможность измерения шероховатости в диапазоне от 3 до 11 класса по ГОСТ с погрешностью не хуже ± 10%. 1 з.п. ф-лы, 1 ил..

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 7/34

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4921261/28 (22) 21.03.91 (46) 23.03.93. Бюл. М 11 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения "ЦНИИТМАШ" (72) В.Г.Щербинский, М.Д.Берман, С.А.Заборцев и Е.Е.Петров (56) Авторское свидетельство СССР

М 369385, кл. 6 01 В 7/34, 1971.

Авторское свидетельство СССР

М 916973, кл. G 01 В 7/34, 1980. (54) ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК ШЕРОХОВАТОСТИ (57) Использование: в измерительной технике для оценки шероховатости изделий после механообработки, точного литья и т.п., а также во всех областях промышленности при оценке качества поверхности изделия, подготовленного под ультразвуковой, капилИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки шероховатости поверхностей металлических изделий.

Цель изобретения — повышение стабильности и точности измерений шероховатости поверхности металлических иэделий емкостным датчиком, а также расширение диапазона измерения.

Цель достигается тем, что в емкостном

: датчике шероховатости, содержащем подпружиненный измерительный шток и закрепленный на его конце, плоский металлический электрод с диэлектрической прокладкой на его рабочей поверхности, эта накладка выполнена в виде плосковыпуклой,, Ы,» 18Î3723 А1 лярный или магнитопорошковый контроль.

Цель — повышение стабильности и точности измерений шероховатости поверхности металлических изделий емкостным датчиком, Сущность изобретения; в емкостном датчике шероховатости поверхности, выполненном в виде плоского металлического электрода с прокладкой из диэлектрика на рабочей поверхности, размещенного в корпусе на упруго-подвижном штоке, прокладка выполнена в виде плосковыпуклой линзы из материала с высокой диэлектрической постоянной, например пьезокерамики. Положительный эффект: обеспечивает возможность измерения шероховатости в диапазоне от 3 до 11 класса по ГОСТ с погрешностью не хуже + 10%. 1 з.п. ф-лы, 1 ил, линзы, совмещенной своей плоской поверхность1о с рабочей поверхностью плоского электрода, Кроме того диэлектрическая прокладка выполнена из пьезокерамического материала с высокой диэлектрической постоя и н ой.

На чертеже показана конструкция емкостного датчика шероховатости.

Датчик содержит металлический электрод 1, и размещенную на торце штока 2 и выполненную из электрического материала прокладку 3, с помощью токопровода и разьема,4 электрод 1 соединен с измерительным прибором. Земляной контакт разъема 4 соединен с корпусом 5, При установке опоры базирования корпуса 5 на контроли1803723 руемое изделие 6 пружина 7 прижимает емкостной датчик к поверхности изделия 6.

Скользящая с малым допуском посадка штока 2 внутри корпуса 5 обеспечивает стабильность ориентации электрода относительно опоры базирования и поверхности изделия

6. Электрический контакт корпуса 5 с изделием 6 обеспечивает заземление.

Прокладка 3 выполнена в виде плосковыпуклой линзы из пьезоэлектрика с высокой диэлектрической постоянной например, цирконата-титаната свинца. Выход датчика шероховатости соединен со входом измерительного блока.

Датчик работает следующим образом.

Датчик устанавливают опорой базирования на контролируемую поверхность изделия. При этом пружина 7 прижимает прокладку 3 к изделию 6, обеспечивая стабилизацию ориентации электрода 1 относительно опоры базирования и контролируемой поверхности. Электрический контакт корпуса датчика с изделием обеспечивает егс заземление.

Выпуклая форма рабочей поверхности прокладки обеспечивает более высокую локальность измерений, лучшее сопряжение ,поверхностей датчика и изделия, так как плоская поверхность и ро кладки on ирается на максимальные по высоте выступы шероховатости, попадающими. в плоскость контакта, и образовавшийся э".зор не характеризует истинное значение шероховатости, а дает завышенные значения последней.

Непосредственный контакт сферы с поверхностью изделия происходит практическй на точечной базе, что повышает точность измерений. Однако наличие кривизны снижает крутизну функции преобразования,. связывающей величину шероховатости с величиной сигнала. Оптимальный радиус кривизны контактной поверхности прокладки лежит в диапазоне 500-750 мм.

Изготовление прокладки из пьезокерамики с высокой диэлектрической постоянной (выше 1000) позволяет достичь

"0 крутизны параметрической зависимости величины сигнала, снимаемого с датчика, от высоты шероховатости поверхности, которая обеспечивает необходимую чувствительность датчика и ширину диапазона

".5 измерений.

В результате лабораторных и промышленных испытаний установлено, что данный датчик обеспечивает возможность измерения шероховатости в диапазоне от 3 до 11

20 класса по ГОСТ с погрешностью не хуже

«+ 10 .

Оормула изобретения

1. Емкостный датчик шероховатости, содержащий подпружиненный измеритель25 ный шток и закрепленный на его конце плоский металлический электрод с диэлектрической накладкой на его рабочей поверхности, отл и ч а ю щийс я тем, что, с целью повышения стабильности и точности изме30 рения, накладка выполнена в виде плосковыпуклой линзы, совмещенной своей плоской поверхностью с рабочей поверхностью плоского электрода.

2. Датчик по п.1, отличающийся

35 тем, что, с целью расширения диапазона измерения, диэлектрическая накладка выполнена из пьезокерамического материала.

1803723

Составитель С. Скрыпник

Техред М. Моргентал Корректор С. Юско

Редактор О. Стенина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1048 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5