Способ измерения поверхности де-тали

 

Сееэ Советских

Сецнанисткческнх

РЕСПУбЛНК

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16. 01. 79 (23) 2715240/22-02

O с присоединением заявки Мо (53)М. Кл

С 25 О ?1 /l (Государственными коинтет

СССР по делан нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет (53) УДК 82 .. 957

14 002 52 (088.8) Опубликовано 280281. Бюллетень HQ 8

Дата опубликования описания 28. 02. 81 (72) Авторы изобретения гр», 1

6 ?,""

1, А, н ° ??, 1

p)

И.И. Михайлов, В.С. Ц1ипцов, Е.О. Прото и П.A. Цвинтарный (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для задания и контроля технологи- ческих параметров процесса нанесения металлических покрытий в гальванической ванне.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения площади поверхности детали, включающий погружение детали и дополнительного электрода в гальваническую ванну и пропускание через них тока. Для уменьшения влияния места завески дополнительного электрода расстояние между ним и постоянным электродом выбирается таким, что

4 = 0,1 0, 25 э. Нэ

Ьд=К вЂ” — е

VA где 5д — площадь поверхности детали;

К вЂ” коэффициент, з авиачший от

30 размеров детали, дополнигде d — расстояние между дополни-. тельным электродом и постоянным электродом;

0 — расстояние между постоянными рабочими электродами.

Величина площади поверхности устройством определяется следующим образом: программный блок подает постоянный потенциал (на задающий вход

АСР, а на вход обратной связи подается потенциал дополнительного электрода Н„, ACP обеспечивает НК = Нко ° Одновременно программный блок подключает сигнал, пропорциональный току ванны к блоку йреобразования и в соответствии с заложенной в блок зависимостью 3 = F (S), при Н = const опреде. яют поверхность Г 11 °

Недостатком известного способа является то, что при определении площади поверхности и коэффициента конфигурации он не учитывает ошибки, связанные с взаимовлиянием электрических полей дополнительного электрода, деталей и постоянных электро15 дов.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем исключения взаимовлияния электрических полей.

Поставленная цель достигается тем, что электрические поля детали и до" полнительного электрода изолируют друг от друга, а площадь детали вычисляют из соотношения

8085б4 тельного электрода, анодов и гальванической ванны;

5 — площадь поверхности дополнительного электрода;

VA - напряжение на детали;

V3 — напряжение на дополнительном электроде.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — конструкция сетчатой перегородки;на фиг. 3 — разрез A-A на фиг.1; на фиг. 4 - кривая зависимости напряжения на детали от площади поверхности детали на фиг.5 регулировочные графики устройства для осуществления способа.

Устройство состоит из ванны 1, 15 постоянных электродов 2, дополнительного электрода-эталона 3, сетчатой перегородки 4, детали 5, площадь поверхности которой определяют, генератора б тока, контактной группы 7, ;Е управляемого усилителя 8, детектора

9, контактной группы 10, усилителя

11, индикатора 12 и усилителя 13 рассогласования.

Конструкция сетчатой перегородки (фиг.2) выбрана с учетом обеспечения одинаковых технологических параметров электролита во всем объеме ванны и изолировании электрических полей детали и дополнительного электрода друг от друга. Относительные размеры ячеек сетчатой перегородки установлены на экспериментальных данных, которые равны

Д = 2-2,5 В; 35

S = 2Д;

I где Д вЂ” диаметр отверстия ячейки;

S — шаг между ячейками по вертикали и горизонтали сетчатой перегородки; 40

 — толщина диэлектрическои перегородки.

Измерение площади поверхности детали с использованием предлагаемого .способа осуществляется следующим образом.

Способ основан на измерении пло-. щади в условиях отсутствия связи электрических полей детали и дополнительного электрода и на использова- 0 нии гиперболической зависимости напряжения детали от площади ее по>зерхности. Деталь 5 и дополнительный электрод 3 помещают в гальваническую ванну .1, снабженную анодами

2. Между деталью 5 и дополнительным электродом 3 располагают сетчатую перегородку 4. Генератор .б тока посредством контактной группы 7 реле поочередно подключают к детали 5 и дополнительному электроду 3., напря- Щ ження с которых поступают в управляемый усилитель 8 и далее на детектор 9, а затем на вторую контактную группу.10 того же коммутирующего реле. Поскол ку функция Чд F (5д) 65 не является чисто гиперболической, вследствие ограниченных размеров ванны и анодов, то необходимо произвести ряд настроечных операций над устройством с целью введения поправочного коэффициента в указанную функцию.

Первоначально снимают зависимость

Чд = F (5д ралльн . ), где 54 рклльн. — эталонные площади.

Индикатор 12 позволяет снимать показания в двух единицах измерения: дм и мВ.

Такое решение вызвано тем, что предлагаемый объект предназначен для работы в АСУ ТП гальваническими процессами. Поэтому получение зависимости Чд F 5ä релльн. ) Производится только при настройке и поверке устройства.

Погружая эталонную площадь в ван-, ну, подают питание от источника б и, изменяя величины 5д релльн,, снимают з ависимость Чд F (S редль ) (фиг.4).

Вычисление 5д bb <

5а Чз

Чд производится также при настрдйке и поверке устройства, где S>-площадь дополнительного электрода 3, которая неизменна; V — напряжение на дополнительном электроде 3, которое снимается с индикатора 12 при переключении контактной группы 7 на дополнительный электрод; Чд — напряжение на детали 5, площадь которой определяют.

Для вычисления 5дbb><. деталь 5 погружают в ванну 1 и подключают питание от источника 6 и по.показаниям индикатора 12 фиксируют величину Чд .

Переключив контактную группу 7 на дополнительный электрод 3, фиксируют величину V3, а величина 5 неизменна и заранее определена. Подставляя измеренные величины в уравнение

5э Чр

5д ь„,ц = определяют площадь интересующей нас детали.

Кривую зависимости 5*bb>v.

F (5дылльм. ) получают из выражения

5д ьыц. = — - прн завеске в ванну

Sy V

Чд эталонных площадей. 5д илльн, построена в координатах 5дьь>ч. u S g.,ррлльн. (фиг.5) .

Начальный нелинейный участок

0 + 59, кривой S bbw. F (5д рильн .) исключают из рабочей характеристики.

С этой целью деталь 5 площадью 5 помещают в ванну 1 и путем регулирования напряжения смещения V сл ь. усилителя 11 постоянного тока устанавливают стрелку индикатора 12 в нулевое положение, соответствукйцее начальной площади 5до по шкале индикатора 12. Далее увеличивают площадь детали 5 до максимальной и, регули808564

5, V3

А у

40 руя коэффициент усиления усилителя

11, стрелку индикатора 12 устанавливают на соответствующем делении шкалы.Эта операция обеспечивает поворот линейной части характеристики до мо- мента, при котором она займет положение, параллельное относительно прямой пропорциональности между

5Аиыьн, и SA изм . и будет являться рабочей характеристикой устройства. В процессе настройки устройства подбором напряжения Voodoo. усилителя

13 рассогласования между напряжениями VA и Ч> устанавливают глубокую линейную отрицательную обратную связь в управляемом усилителе 8 с целью осуществления операции делеVs ния —. д

Вычисление вышеизложенных уравнений производитс:. -при настройке и поверке устройства, реализукщего предлагаемый способ, а при промышленной эксплуатации эти вычисления реализует схемное решение устройства.

Габаритные размеры диэлектрической перегородки равны площади сечения рабочего пространства гальванической ванны, в котором ее устанавливают.

Толщина диэлектрической перегородки выбирается из конструктивных нормативов, зависящих от площади диэлектрической перегородки. Размеры диаметра (0) отверстия толщины (8) диэлектрической перегородки и шага (S) между ячейками, образованными отверстиями, выбраны экспериментальным путем, которые позволяют сохранять одинаковый температурный режим и химический состав раствора во всем объеме ванны при установке диэлектрической перегородки в ванне.

Коэффициент К определяют из произ-ведения

Ка в где К„- коэффициент электролизера;

К вЂ” коэффициент формы детали.

Коэффициент электролизера определяется экспериментальным путем, на этот коэффициент накладываются ограничения — размеры ванны и анодов.

Поскольку дополнительный электрод имеет форму плоской пластины, то и коэффициент электролизера определяется по плоским деталям. Для этой цели вычисляют площадь поверхности (S ) детали по геометрическим размерам, а затем измеряют площадь поверхности (S2) детали предлагаемым способом. Из отношения S< /Sq определяют К1. Коэффициент К определяют из отношения площадей, определенных предлагаемым способом, плоских деталей и имеющих формы классической геометрии (шар, цилиндр, конус, куб) при их равенстве площадей, вычисленных по геометрическим размерам.

Предлагаемый способ обеспечивает высокую точность при определении глощади поверхности деталей, что достигается электрическим разделением ванны на две емкости диэлектрической сетчатой перегородкой, исключающей взаимовлияние электрических полей дополнительного электрода, детали и постоянных электродов и обеспечивающей сохранение одинаковых свойств электролита во всем объеме

?О ванны и повышает точность измерения площади поверхности, вследствие чего повышается качество гальванических покрытий.

Формула изобретения

Способ измерения поверхности детали, включающий погружение детали и дополнительного электрода в гальваническую ванну и пропускание через них тока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения .взаимовлияния электрических полей, электрические поля детали и дополнительного электрода изолируют друг от друга, а площадь детали вычисляют из соотношения где S — площадь поверхности детали;

K — коэффициент, зависящий от размеров детали, дополнительного электрода, анодов и гальванической ванны;

S — площадь поверхности дополнительного электрода;

V — напряжение на детали;

V — напряжение на дополнительном электроде.

„Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 569669, кл. С 25 D 21/12, 1974.

808564

Уу.изн рм нам лмюциокалаоти тмду ивм и рвалмк

25 дочам аклериика

pouch& ц Е8у, 8

Фие. 5

Составитель Л. Груднева

Техред М.Коштура Корректор С. Шекмар

Редактор Ю. Ковач

Тираж 715 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 80/28

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4