Способ измерения шероховатостисверхгладких поверхностей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (>815492

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 03. 04. 79 (21) 2746032/25-28 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (51)М. Кл.

С 01 в 11/30

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй

Опубликоваио 23.0381. Бюллетень HP 11 (53) УДК 531. 715. .27(088.8) Дата опубликования описания 250381

К. A. Обрадович и Ф. М. Солодухо > (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ СВЕРХГЛАДКИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения, параметров шероховатости поверхностей выше 14 класса, таких как зер5 кала и поверхности прецизионных изделий.

Известен бесконтактный рефлекто-. метрический способ определения шероховатости поверхности, заключающийся в том, что измеряют отношение интенсивностей излучения, отраженного в зеркальном направлении, и полного отраженного излучения от поверхностей иэделий, служащих образца- 15 ми:сравнейия, и от поверхностей изме ря мых иэделий (1).

Недостатком способа является необходимость градуировки по предварительно аттестованным по параметру ше- о роховатости образцам сравнения. Изза отсутствия средств аттестации шероховатости сверхгладких поверхностей этот способ не может быть применен для измерения шероховатости.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ измерения шероховатости сверхгладких поверхностей, аключающийся в том, что освещают поверхность 30 изделия под острым углом 8< лараллельным пучком монохроматического излучения, определяют интенсивность

?„ излучения, отраженного от поверхности изделия в.зеркальном направлении, определяют интенсивность излучения, отраженного от поверхности изделия в направлении, отличном от зеркального, и по отношению интенсивностей судят о среднем квадратическом отклонении высот неровностей, являющемся параметром шероховатости 2).

Однако этот способ требует нали- чия предварительно аттестованного по параметру шероховатости образца сравнения. Аттестация его весьма затруднительна и может быть проведена косвенными методами с большой погрешностью, что существенно снижает точность измерения параметра шероховатости изделия. Кроме того, способ дает возможность определить только один параметр шероховатости — среднее квадратическое отклонение высот неровностей.

Цель изобретения — повышение точности измерения и определение второго параМетра шероховатости — интервала корреляции высот неровностей.

815492

Поставленная цель достигается тем, что освещают поверхность изделия по нормали к ней,измеряют интен сивности I> v 1 излучения, отраженного в гвух направлениях, отличных от звркального, под углами @2 и определяют отношения К =3 /Z,è R<=

=Iy /j2 по которым судят соответственно о среднеквадратическом отклонении и об интервале корреляции вы""oò неровностей. Кроме того, выбирают угол л = а от 0 до 10, а о о значение угла О должно удовлетворять следующему неравенству

9 оси"сэйшн- +юи 6

3(Ч где - — длина волны излучения.

На чертеже изображена схема, реализующая описываемый способ.

Схема включает узел, формирующий осветительный поток и состоящий иэ источника 1 излучения — лазера, объектива 2, зеркал 3 и 4, поворотного зеркала 5 и ослабителя 6 интенсивности, изделие 7 и узел приемного устройства, состоящий из объектива

8, диаграмы 9, фотодиодов 10 и 11, усилителя 12, устройства 13 для полу- чения отношения сигналов и вычислительного устройства 14.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. 30

С помощью монохроматического источника 1 изЛучения, объектива 2, зеркала 3, поворотного зеркала 5, установленного в положение А, и ослабителя б интенсивности освещают поверх- 35 ность изделия 7 под углом падения

Ол и регистрируют фотодиодом 10 интенсивность излучения, отраженного в малом телесном угле Ь(Ю фотодиода в направлении 62= Вл зеркального отражения, которое фокусируется на поверхности фотодиода 10 объективом

8 после прохождения диафрагмы 9.

Поворачивают поворотное зеркало

5 в положение 5 и освещают поверхность изделия 7 по нормали к ней. 45

Регистрируют фотодиодами 10 и 11 интенсивности излучения 2 и I,îò-, раженные под углами 92 и Юэ . Слгналы с выхода фотодиодов подаются на вход усилителя 12. Усиленные сигна- 50 лы поступают в устройство 13, выдающее два отношения, равные К =I< /I< и„Rg= Iq/Т2, которЫе затем подают на вход вычислительного устройства 14 для вычисления двух параметров шеро- 55 ховатости. Для нормального распреде.ления высот неровностей параметры шероховатости могут быть вычислены по формулам:

Г l s vÐe -Мн 6

Я 2

Х мтс соРB где à — интервал корреляции высот неровностей, 6 — среднее квадратическое отклонение высот неровностей, — длина волны излучения, ЬФ вЂ” телесный угол фотодиода.

Изделие 7 может передвигаться для измерения параметров шероховатости по всей площади.

Использование предлагаемого способа измерения шероховатости сверхгладких поверхностей позволяет,по сравнению с известными, повысить точность измерения шероховатости сверхгладких поверхностей, благодаря отсутствию образца сравнения, обеспечить определение второго параметра шероховатости — интервала корреляции при этогл способ обладает простотой и требует всего трех измерений для определения двух параметров шероховатости.

Формула изобретения

1. Способ измерения шероховатости сверхгладких поверхностей, заключающийся в том, что освещают поверхность изделия под острым углом ЯЛ параллельным пучком монохроматического излучения, определяют интенсивность

1л излучения, отраженного от поверхности изделия в зеркальном направлении,определяют интенсивность излучения, отраженного от поверхности изделия в направлении, отличном от зеркального,и по отношению интенсивностей судят о среднем квадратическом отклонении высот неровностей, являющемся параметром шероховатости, отличающийся тегл,что,с целью повышения точности измерения и определения второго параметра шероховатости — интервала корреляции высот неровностей, освещают поверхность иэделия по нормали к ней, измеряют интенсивности 12 и I излучения, отраженного в двух найравлениях, отличных от зеркального, под углами 02 и Bg, определяют отношения R<= 1 /(л и й2-— lp/I2 no Которым судят соответственно о среднеквадратическом отклонении и об интервале корреляции высот неровностей °

2. Способ по п. 1, о т л и ч аи шийся тем, что выбирают угол

9 Qg от 0 до 10, а значение угла Вэ должно удовлетворять следующему неравенству

8 «дгсэ1и где Л- — длина волны иэлуч .ния.

815492

Составитель Л. Лобзова

Тех е A Бабине КорректорН. Бабинец

Ре актор О. Малец

Заказ 1011 66 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CLIA 9 4017188, кл. 356-120, 1976.

2. Instrument for measur пg the

Roughness of supe rss ooth surfaces.App!!ей Optics",1974, Н 13, М 1, р. 177-180.