Устройство для измерения параметров шероховатости электропроводных изделий

 

Союз Советских

Социалистических

Респубики

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 926528 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено !2.09.80(21) 2982611/25-28

J с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Опубликовано 07.05 ° 82. Бюллетень М 17

Дата опубликования описания 07.05.82 (5t)N. Кл.

G 01 В 7/34

1Ъвударствевй квинтет

СССР ло делам нзобретенн» в открытий (5З) Д K б21. 317 i.39:531.71 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Б.Псаломщиков, Т.Я. Рябова, P.Ä.Øàõåò и Г.Н.Богданов с

"/ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ШЕРОХОВАТОСТИ ЭЛЕКТРОП РОВОДНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения таких параметров шероховатости электропроводных изделий, как углы наклона микронеровностей и полная реальная площадь шероховатой поверхности с учетом ее неоднородностей, субмикронеровностей и т.д.

Известно устройство для определения микротопографии контролируемой поверхности бесконтактным методом, содержащее измерительный электрод, помещенный вместе с контролируемым изделием в вакуумную камеру, и источник питания постоянного тока, подключенный между ними.

Между измерительным электродом, подключенным к отрицательному полюсу источника питания, и изделием возникает автоэмиссионный ток, который поддерживается неизменным по величине, а по величине напряжения между электродом и изделием судят о микротопографии этого участка поверхности иэделия

Недостатком устройства являются ограниченная точность и достоверность измерений, обусловленные тем, что измерительный электрод выполнен в виде подключенного к отрицательному полюсу источника тонкого острия, вследствие чего ток автоэмиссии эмитируемый этим электродом, обусловлен

10 ми кронеровностями противолежащих острию участков поверхности, очень небольших по площади и случайно выбранных (в процессе перемещения элект35 рода) .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения параметров шероховатости электропроводных иэделий, содержащее источник питания постоянного тока и подключенный к его положительному полюсу плоский измерительный электрод, помещаемый в процессе измерения в вакуумную камеру на фиксированном

926528 расстоянии от контролируемого изделия, подключаемого к отрицательному полюсу источника питания@При перемещении плоского измерительного электрода, выполненного в виде сплош. ного проводящего элемента, вдоль поверхности контролируемого изделия возникает автоэмиссионный ток с суби микроострий самой исследуемой поверхности, а не с искусственно соз" 10 данного острия. Это позволяет более точно определить параметры шерохова„тости на противолежащих электроду . участках поверхности.

Однако, если площадь измеритель- з ного электрода значительно меньше площади контролируемой поверхности, то точность измерения параметров шероховатости по всей измеряемой поверхности снижается,так как при ис" пользовании этого устройства осущест" вляется усреднение результатов измере . ния по отдельным, случайно выбранным ее участкам..йа точность измерений влияют также погрешности установки заданного расстояния между электродом и контролируемой поверхностью и случайные единичные микронеровности, которые могут. привести к резкому увеличению автоэмиссионного тока

30 с них, а следовательно, к искажению результата измерений. Большие затраты времени иа перемещение и установку измерительного электрода по поверхности изделия снижают быстродействие (оперативность) контроля.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устроистве для измере40 ния параметроо шероховатости электропроводных изделий, содержащем источник питания постоянного тока и подключенный к е го положител ь ному полюсу плоский измерительный электрод, помещаемый в процессе измерения в вакуумную камеру на фиксированном расстоянии от контролируемого изделия, подключаемого к отрицательному полюсу источника питания, .измерительный электрод выполнен в виде набора одинаковых электроизолированных один от другого многоугольных элементов, сопряженных между собой боковыми сторонами в "сотовом" порядке.

Кроме того, измерительный электрод может быть установлен с возможност ью поворот а от носит ел ьно е го центра. симметрии.

На фиг. 1 приведена принципиальная конструктивная схема устройства, на фиг. 2 — вариант выполнения из" мерительного электрода в виде набора правильных шестиугольников.

Устройство содержит источник 1 питания постоянного тока и плоский измерительный электрод 2, размещаемый в процессе измерения вместе с контролируемым изделием 3 а вакуумной камере 4. Измерительный электрод 2 установлен с возможностью поворота относительно его центра симметрии вокруг оси 5 в плоскости, параллельной плоскости контролируемого изделия, и состоит из ряда оди. наковых электроизолированных один от другого многоугольных элеменroB 6. Эти элементы могут быть выполнены, например, трех-., четырех— или шестиугольными. Наиболее плотная упаковка, т.е. наибольшее использование общей площади электрода при минимальной части площади, занятой границами раздела, имеет место при шестиугольной "сотовой" структуре электрода 2. Многоугольные элементы 6 подключены через коммутирующий переключатель 7 к амперметру 8, пред назначенному для измерения автоэмиссионного тока через каждый элемент 6.

Устройство работает следующим образом.

С помощью переключателя подводят высоковольтное напряжение порядка 10 поочередно между каждыми элементами 6 измерительного электрода 2 и установленным на фиксированном расстоянии от него контролируемым изделием 3 и измеряют величину автоэмиссионного тока, эмитированного микрорельефом поверхности. На основании измеренных значений тока автоэмиссии, величины напряженности Ео электрического поля и с учетом свойств материала контролируемого изделия рассчитывают параметры шероховатости на участках поверхности, противолежащих соответствующему элементу 6 электрода 2. При повороте электрода вокруг его оси 5 измерения могут быть повторены.

Тонность определения микрорельефа контролируемой поверхности и быстродействие устройства (оперативность контроля) повышаются благодаря возможности получения параметров шероховатости, усредненных по участкам, а не по всей поверхности изделия перемещения электрода по этой поверхности. Поворот измерительного элект рода 2 на определенный угол для перекрытия участков контролируемой поверхности смежными элементами 6 измерительного электрода позволяет проверить результаты измерения, в частности, выявить причины резкого увеличения тока на отдельных участках контролируемой поверхности, не меняя прочих условий, что повышает достоверность измерений.

92б528 6 нии от контролируемого иэделия, подключаемого к отрицательному полюсу источника питания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повы5 шения быстродействия и точности измерения, измерительный электрод выполнен в виде набора одинаковых электроизолированных один от другого многоугольных элементов, сопряженных между собой боковыми сторонами в "сотовом" порядке.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что измерительный электрод установлен с возtS можностью поворота относительно его центра симметрии.

Формула изобретения

1. Устройство для .измерения параметров шероховатости электропровод- 20 ных иэделий, содержащее источник питания постоянного тока и подключенный к его положительному полюсу плоский измерительный электрод, помещаемый в процессе измерения в вакуум- 2S ную камеру на фиксированном расстояИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Грег С . и др. Устройство для определения микротопографии поверхности."Приборы для научных исследований", 1977, N 7, с.3б.

2. Авторское свидетельство СССР

И 587319, кл. С 01 В 7/34, 1975 (прототип) .

926528

Составитель С.Скрыпник

Техред А. A„ Ko peKTo C. Шомак

Редактор А.фролова

Фил иал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 2954/35 Тираж 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113 035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5