Устройство для измерения параметров шероховатости электропроводных изделий

Союз СоветскихСоциалистичвскихРеспубики ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 926528(53)М. Кд. а 01 В 7/З 4 Ъвударствевый комнтвт СССР вв двлам изобретений в открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ ИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано, в частности, дляизмерения таких параметров шероховатости электропроводных изделий, какуглы наклона микронеровностей и полная реальная площадь шероховатойповерхности с учетом ее неоднородностей, субмикронеровностей и т.д.Известно устройство для определения микротопографии контролируемойповерхности бесконтактным методом,содержащее измерительный электрод,помещенный вместе с контролируемымизделием в вакуумную камеру, и источник питания постоянного тока,подключенный между ними,Между измерительным электродом,подключенным к отрицательному полюсуисточника питания, и изделием возникает автоэмиссионный ток, которыйподдерживается неизменным по величине, а по величине напряжения междуэлектродом и изделием судят о микротопографии этого участка поверхности иэделияНедостатком устройства являютсяограниченная точность и достоверность измерений, обусловленные тем,что измерительный электрод выполненв виде подключенного к отрицательномуполюсу источника тонкого острия,вследствие чего ток автоэмиссии эмитируемый этим электродом, обусловлен16ми кро неровностями прот и вол ежащи хострию участков поверхности, оченьнебольших по площади и случайно выбранных (в процессе перемещения элект 5рода),Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измеренияпараметров шероховатости электропроводных иэделий, содержащее источник питания постоянного тока и подключенный к его положительному полюсу плоский измерительный электрод,помещаемый в процессе измерения ввакуумную камеру на фиксированномрасстоянии от контролируемого изделия, подключаемого к отрицательному полюсу источника питанияКПри 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 шероховатости на противолежащих электроду . участках поверхности.Однако, если площадь измеритель 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. На точность измерений влияют также погрешности установки заданного расстояния между электродом и контролируемой поверхностью и случайные единичные микронеровности, которые могут привести к резкому увеличению автоэмиссионного тока30 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, цто в устроистве для измереч40 ния параметроо шероховатости электропроводных изделий, содержащем источник питания постоянного тока и подключенный к его положительному полюсу плоский измерительный электрод, помещаемый в процессе измерения в вакуумную камеру на фиксированном расстоянии от контролируемого изделия, подклюцаемого к отрицательному полюсу источника питания, .из мерительный 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 ч. 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 элементов б, Эти элементы могут быть выполнены, например, трех-., четырех - или шестиугольными, Наиболее плотная упаковка, т,е. наибольшее использование общей площади электрода при минимальной цасти площади, занятой границами раздела, имеет место при шестиугольной "сотовой" структуре электрода 2, Многоугольные элементы б 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 7 подводят высоковольтное напряжение порядка 10 поочередно между каждыми элементами б измерительного электрода 2 и установленным на фиксированном расстоянии от него контролируемым изделием 3 и измеряют величину автоэмиссионного тока, эмитированного микро- рельефом поверхности. На основании измеренных значений тока автоэмиссии, величины напряженности Ео электрического поля и с учетом свойств материала контролируемого изделия рассчитывают параметры шероховатости на уцаст. ках поверхности, противолежащих соответствующему элементу б электрода 2. При повороте электрода вокруг его оси 5 измерения могут быть повторены.Точность определения микрорельефа контролируемой поверхности и быстродействие устройства (оперативность контроля) повышаются благодаря возможности получения параметров шероховатости, усредненных по участкам, ане по всей поверхности изделия перемещения электрода по этой поверхности. Поворот измерительного электрода 2 на определенный угол дляперекрытия участков контролируемойповерхности смежными элементами 6измерительного электрода позволяетпроверить результаты измерения, вчастности, выявить причины резкогоувеличения тока на отдельных участках контролируемой поверхности, неменяя прочих условий, что повышаетдостоверность измерений. 926528 6нии от контролируемого иэделия, под.ключаемого к отрицательному полюсуисточника питания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повы 5 щения быстродействия и точности измерения, измерительный электрод выполнен в виде набора одинаковыхэлектроизолированных один от другогомногоугольных элементов, сопряжен 10 ных между собой боковыми сторонамив "сотовом" порядке.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что измерительный электрод установлен с воз 15 можностью поворота относительно егоцентра симметрии, Формула изобретения 1. Устройство для .измерения параметров щероховатости электропровод ных иэделий, содержащее источник питания постоянного тока и подключенный к его положительному полюсу плоский измерительный электрод, помещаемый в процессе измерения в вакуум б ную камеру на Фиксированном расстояИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Грег С . и др. Устройство для определения микротопографии поверхности."Приборы для научных исследований", 1977, 1 г 7, с 3 б.2. Авторское свидетельство СССР И 587319 кл. С 01 В 7/34 ю 1975 (прототип).926528 Составитель С,СкрыпникТехред А, Ац Корректор С. Щомак Редактор А.фролова Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,Заказ 295 М 35 Тираж 634 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5