Измерительное устройство для контроля линейных размеров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 80135 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЯСТВО АЗМЕЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) И РО ДЛЯ КО Х Р РОВ(57) Изобретение относится к измерительной технике и имеет целью повышение производительности и точности контроля линейных размеров объектов при использовании измерительного устройства контактного типа. Устройство содержит измерительный наконечник 1, на конке которого закреплена эластичная капсула 2, заполненная ферромагнитным или злектрореологическим коллоидом 3. Блок управления агрегатньгм состоянием ферромагнитного коллоида может быть выполнен или в еиде электромагнита с регулируемой силой тока в его обмотке 12, охватывающей капсулу, или в виде полого постоянного магнита, установленного с возможностью перемещения относительно капсулы. Благодаря этому в пронессс измерения размеров объекта может быть изменена плотность ферромагнитного коллоида, что позволяет осуществить безударный кон- такт измерительного наконечника с контролируемой поверхностью, благодаря чему предотвращается ее повреждение. В случае использования злектрореологического коллоида управление его плотностью осуществляют изменением напряженносги злектри ческого поля конденсатора, один из электродов которого может быпгь выполнен в виде металлизированного слоя на внутренней поверхности эластичной оболочки капсулы. С , 3 зп. флы,бил.Изобретение относится к измерительной технике и позволяет измерять линейные размеры объектов, например толщину, контактным способом с помощью безударного измерительного наконечника. Цель изобретения - повышение производительности и точности контроля за счет активного воздействия на упругие свойства материала контактного элемента измерительного наконечника.На фиг. 1 схематично показано измерительное устройство для контроля линейных размеров; на фиг. 2 - 4 - измерительный наконечник безударного типа с закрепленной на его конце эластичной капсулой, заполненной коллоидным материалом, и с блоком управления агрегатным состоянием коллоида; на фиг. 5 - конфигурация капсулы наконечника в режиме Контакт; на фиг. 6 -- то же, в режиме Измерение,Измерительное устройство для контроля линейных размеров содержит измерительный наконечник 1, на конце которого закреплена капсула 2 с эластичной оболочкой, заполненной ферромагнитным или электрореологическим коллоидом 3. Бандажирование эластичной оболочки капсулы 2 осуществлено с помощью упругого кольца 4. Наконечник 1 может быть связан, например, со штоком индикаторной головки 5 часового типа закрепленной на стойке 6, которая установлена на измерительном столике 7, предназначенном для размещения на его поверхности контролируемой детали 8. Для управления агрегатным состоянием коллоидного материала контактного элемента измерительного наконечника 1 служит блок 9, который в случае использования ферромагнитного коллоида может быть выполнен в виде электромагнита (фиг. 2) с регулируемой (посредством коммутатора 1 О схемы 11 питания) силой тока в его обмотке 12, охватывающей капсулу 2, или в виде полого постоянного магнита 13 (фиг. 3), установленного с возможностью перемещения относительно капсулы 2. Крайние положения магнита 13, обеспечивающие метрологическую стабильность измерения, юстируют с помощью механических ограничителей хода магнита (не показаны) . Блок управления агрегатным состоянием электрореологического коллоида может быть выполнен в виде конденсатора (фиг. 4), один из электродов (14) которого образован металлизированным слоем на внутренней поверхности эластичной оболочки капсулы 2, Второй электрод (15) конденсатора может быть выполнен в виде электропроводного стержня с полусферической головкой на одном конце и резьбой на его противоположном конце (фиг. 4). К электродам 14 и 15 конденсатора присоединены токо- подводы 16 и 17, которые подключаются к схеме питания этого блока.0 55 обмотке 12 электромагнита, или напряжение, подаваемое на зажимы 16 и 17 конденсатора, обеспечивает более высокую напряженность электромагнитного или электрического поля соответственно. Благодаря этому коллоид в капсуле 2 переходит в твердое агрегатное состояние с метрологически требуемой плотностью, когда контактные деформации поверхности капсулы 2 незначительны по сравнению с допустимой погрешноИзмерительное устройство для контролялинейных размеров работает следующим образом.Перед проведением измерения размеров контролируемой детали 8 осуществляют установку (поверку) 0 шкалы или установку (с помощью образцовых концевых мер длины) значения 1. шкалы при разностном методе измерения. В случае установки 0 шкалы измерительный наконечник 1 опускают на поверхность столика 7, являющуюся нулевой измерительной базой. При установке значения 1. шкалы измерительный наконечник 1 опускают на поверхность установленной на столике 7 концевой меры. Вначале коммутатор 10 схемы 11 питания устанавливают в положение Контакт, при котором напряжение питания конденсатора или сила тока, протекающего в обмотке 12 электромагнита, а следовательно, и напряженность создаваемого ею магнитного 20 поля находится на нижнем уровне, прикотором агрегатное состояние коллоида в капсуле 2 безударного измерительного наконечника является жидким. Капсула 2 при ее контакте с поверхностью измерительной базы (или детали 8) под действием измерительного усилия и вследствие эластичности оболочки принимает расплющенную форму (фиг. 5). Промежуток между поверхностью измерительной базы и жесткой полусферической пятой измерительного наконечника внутри капсулы 2 становится при этом равным й. Фактическое значение Ь обусловлено равенством давления коллоида внутри капсулы давлению, создаваемому измерительным усилием, и может колебаться в диапазоне сотых долей миллиметра, Давление внутри капсулы 2, в свою очередь, определяется эластичностью материала оболочки (наиболее удовлетворяющие требованиям механические характеристики имеет лавсан) и плотностью коллоида.Стабильность агрегатного состояния коллоида на требуемом уровне плотности поддерживается за счет фиксации уровня напря женности магнитного или электрического полей. Визуально наблюдаемое прекращение перемещения стрелки индикаторной головки 5 позволяет фиксировать момент полностью завершившегося контакта безударного измерительного наконечника с контролируемой поверхностью. После этого переключают коммутатор 10 в положение Измерение, при котором ток, протекающий встью измерения. Переход коллоида в твердое состояние сопровождается увеличением его объема за счет пространственно упорядоченной ориентации частиц коллоида в магнитном или электрическом поле. Вследствие этого оболочка капсулы 2 как бы раздувается (фиг. 6), приобретая частично сфероидальную форму, В результате происходит линейное перемещение измерительного наконечника 1 вверх, т.е. реверс. Промежуток между контролируемой поверхностью и сферической пятой наконечника 1 становится при этом равным Ь 2, благодаря чему реверсивное перемещение измерительного наконечника равно Я= 12 - Ьь Величина реверса 5 для каждого экземпляра безударного измерительного наконечника является величиной постоянной, определяемой такими характеристиками измерительного устройства, как верхний и нижний уровни напряженности электрического или магнитного поля, на которые отъюстированы конденсатор или обмотка 12 электромагнита и ограничители хода постоянного магнита 13, измерительное усилие, создаваемое наконечником 1, и его изменения в пределах реверса 8, состав и исходная плотность коллоида, механические свойства материала эластичной оболочки капсулы, ее геометрические размеры и т.д. Регистрация завершения реверса может быть осуществлена визуально на основе прекращения перемещения измерительного наконечника 1 и, соответственно, стрелки индикаторной головки 5. После этого производится установка 0 шкалы (или значения 1 ) поворотом циферблата индикаторной головки 5. Те же действия по управлению агрегатным состоянием выполняются и в процессе измерения размеров (толщины) контролируемой детали 8.Активное воздействие на упругие свойства контактного элемента измерительного наконечника обеспечивает повышение производительности измерения объектов, требующих осторожного обращения, например хрупких деталей из стекла типа линз или тонких пластин, увеличение точности измерения и исключение брака при контрольно-измерительных операциях из-за возможности повреждения поверхности объекта измерения от механической эрозии, вызываемой ударным контактом, при использовании измерительного контактного наконечника дру гого типа.формула изобретения1. Измерительное устройство для контроля линейных размеров, содержащее кон тактный элемент, выполненный из пластичного отвердевающего в процессе измерения материала, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и точности контроля, оно снабжено измерительным наконечником, закрепленной на его 20 конце капсулой с эластичной оболочкой, вкоторую помещен контактный элемент, в качестве материала которого использован ферромагнитный или электрореологический коллоид, и блоком управления агрегатным сос тоянием коллоида.2. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что блок управления агрегатным состоянием ферромагнитного коллоида выполнен в виде электромагнита с регулируемой силой тока в сго обмотке, охватываю щей капсулу.3. Устройство по и. 1, отличающеесятем, что блок управления агрегатным состоянием ферромагнитного коллоида выполнен в виде постоянного магнита, установленного с возможностью пеоемещения отно сительно капсулы.4. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что блок управления агрегатным состоянием электрореологического коллоида выполнен в виде конденсатора, один из электродов которого образован металлизированным слоем на внутренней поверхности эластичной оболочки капсулы.пник Корректор Л. ПатайПодписноеизобретений и открытшб., д. 45жгород, ул. Проектная, 4 Составитель С. СкрьТехред И. ВересТираж 677ственного комитета СССР по делам35, Москва, Ж - 35, Раушская наполиграфическое предприятие, г. У