Профилометры: прибор определения шероховатости поверхности

Контактный профило́метр — прибор, предназначенный для измерения неровностей поверхности. Для оценки неровности поверхности часто используют специальный показатель — шероховатость поверхности. Типичный профилометр содержит шкалу, на которой и отсчитываются значения показателя шероховатости поверхности.

В технике профилометры в основном предназначены для измерений в лабораторных и цеховых условиях машиностроительных, приборостроительных и других предприятий, а также в полевых условиях, шероховатости поверхностей изделий, сечение которых в плоскости измерения представляет прямую линию.

Измерение параметров шероховатости поверхности производится по системе средней линии в соответствии с номенклатурой и диапазонами значений, предусмотренными ГОСТ 2789-73.

Но рассмотрим эти приборы более подробно:

1) Профилометр — прибор, который предназначается для измерения шероховатости контактным методом. Контактный метод означает, что по исследуемой поверхности перемещается специальная алмазная игла, колеблющаяся от неровностей поверхности. Такие колебания иглы передаются на датчик, где преобразуются в малые электрические токи, которые, в свою очередь, усиливаются гальванометром и регистрируются. Показания выводятся на дисплей прибора и дают представление о характере неровностей исследуемой поверхности — их высоте и глубине. Часто, для оценки шероховатости выбираются другие параметры — средневзвешенные, амплитудные, суммарные и деленые на длину поверхности.

Попробуем вкратце описать, как же работает профилометр, из чего состоит, на чем базируется принцип его действия.

Итак, как и в любом измерительном устройстве, у профилометра должен быть объект измерения, измерительный источник сигналов (генератор сигналов), блок обработки сигналов и блок вывода результатов измерений. Объектом, в данном случае, является поверхность, шероховатость которой необходимо измерить. В качестве генератора сигналов, используется тонко заточенная игла, чаще всего — алмазная, но встречаются профилометры с иглами из твердых сплавов. Игла перемещается вдоль поверхности, перпендикулярно её плоскости, при этом, на шероховатой поверхности, неизбежно, возникают колебания иглы. Такие механические колебания являются первичным сигналом, который при помощи преобразователя — индуктивного, ёмкостного или пьезоэлектрического — преобразуется в токовый. После этого, электрический сигнал поступает на электронный усилитель, после чего  интегрируется и визуализируется. Таким образом, на дисплее можно увидеть уже усредненный параметр, характеризующий не только количественные, но и качественные показатели неровности и шероховатости поверхности.

Профилометры принято различать в зависимости от вида трассы интегрирования.

1. ТИПЫ

1.1. В зависимости от назначения устанавливают следующие типы профилографов-профилометров:

I — для лабораторных работ (стационарные);

II — цеховые (стационарно-переносные для контроля окончательно обработанных поверхностей);



III — цеховые (портативные, предназначенные для межоперационного контроля).

1.2. Профилографы-профилометры типа I с различными вариантами исполнения должны отвечать модульному принципу построения, обеспечивающему путем сопряжения различных модулей измерение шероховатости разнообразных форм поверхностей, в том числе прямолинейных, криволинейных различной конфигурации, расположенных в труднодоступных местах (пазах, глухих отверстиях) и т.п.



Допускается изготовление профилометров в виде отдельных приборов.



Профилографы-профилометры всех типов должны функционировать как при подвижном, так и при неподвижном датчике.



(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.3. В зависимости от числовых значений параметров нормируемых метрологических характеристик устанавливают две степени точности профилографов-профилометров: 1 и 2.

Виды контактных профилометров

• Профилометр с постоянной трассой интегрирования
• Профилометр со скользящей трассой интегрирования
• Профилометр с механотронным преобразователем (завод «Калибр»)

3. ОСНОВНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ ПРОФИЛОМЕТРА И ПРОФИЛОГРАФА

3.1. Предел допускаемой основной погрешности профилометра () для профиля, близкого к трапецеидальному, с шагом, не превышающим ,при измерении параметров шероховатости поверхности Ra, Rmax, Rz и tp определяют по формулам:

(2)

, (3)

, (4)

, (5)

где и b — постоянные коэффициенты;



Ra, R max, и tp верхний предел поддиапазона по параметрам Ra, R max, Rz и tp соответственно.



Значения коэффициентов а и b в зависимости от степени точности прибора приведены в табл.3.

Таблица 3

Предел допускаемой основной погрешности профилометра ( ) при измерении параметров шероховатости поверхности Sm и S определяют по формулам:

, (6)

, (7)

где и — верхний предел диапазона измерения по параметрам Sm и S соответственно.



Значения коэффициентов а и b:

а = 0,02 — 1-й степени точности;



а = 0,03 — 2-й степени точности;



b = 0,10 — 1-й степени точности;



b = 0,15 — 2-й степени точности.



Предел допускаемой основной погрешности профилографа на профиле, близком к трапецеидальному, определяют по формуле

, (8)

где — верхний предел поддиапазона, соответствующего выбранному значению вертикального увеличения;



у -максимальная по абсолютному значению ордината профиля по профилограмме.



Значения коэффициентов а и b:



а = 0,02 — 1-й степени точности;



а = 0,04 — 2-й степени точности;



b = 0,03 — 1-й степени точности;



b = 0,05 — 2-й степени точности.



(Измененная редакция, Изм. N 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). ПОГРЕШНОСТЬ ПРОФИЛОМЕТРА И ПРОФИЛОГРАФА ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ПАРАМЕТРОВ ПРОФИЛЯ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

1. Наибольшую погрешность профилометра при измерении параметров Ra, Rmax Rz, tp, Sm и S определяют по формулам 2; 3; 4; 5; 6; 7 для основной погрешности профилометра при значениях коэффициентов а и Ь, приведенных ниже Значения коэффициента а для параметра шероховатости Rа:



а = 0,02 — 1-й степени точности;



а = 0,04 — 2-й степени точности.



Значения коэффициента b для параметра шероховатости Ra в зависимости от верхнего предела диапазона шагов неровностей и степени точности прибора приведены в табл.1.

Таблица 1

Значения коэффициента а для параметров шероховатости Rтах и Rz:



а = 0,03 — 1 -й степени точности;



а = 0,06 — 2-й степени точности.



Значения коэффициента b для параметров шероховатости Rтах и Rz в зависимости от верхнего предела диапазона шагов неровностей и степени точности прибора приведены в табл.2.

Таблица 2

Значения коэффициентов а и b для параметра шероховатости tp:



а = 0,10 — 1-й степени точности;



а = 0,12 — 2-й степени точности;



b = 0,04 — 1-й степени точности;



b = 0,05 — 2-й степени точности.

Значения коэффициентов а и Ь для параметров шероховатости Sm и S совпадают со значениями, приведенными в разд.3 для этих параметров.

2. Наибольшую погрешность профилографа при измерении профилей произвольной формы, имеющих диапазон длин волн, нижний предел которого составляет 3 мкм, определяют по формуле (8) для основной погрешности профилографа при следующих значениях коэффициентов а и b;

а = 0,02 — 1-й степени точности;



а = 0,04 — 2-й степени точности;



b = 0,06 — 1-й степени точности;



b = 0,08 — 2-й степени точности.

Текст документа сверен по:

официальное издание

М.: ИПК Издательство стандартов, 1996

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...

Читайте также:

Абразивные шлифовальные круги — виды, пр... Фреза по дереву для дрели — применение,... Виды сверл по металлу и дереву — назначе... Приспособление для заточки сверл — виды,...