Instrument optic de măsură în inginerie mecanică, un instrument de măsurare în care vizualizarea (alinierea limitelor unei dimensiuni controlate cu o linie de păr, încrucișare etc.) sau determinarea dimensiunii se efectuează folosind un dispozitiv cu un principiu de funcționare optic. Există trei grupe de O. și. p.: dispozitive cu o metodă optică de ochire și o metodă mecanică (sau altă metodă, dar nu optică) de măsurare a mișcării; dispozitive cu o metodă optică de vizualizare și numărare a mișcărilor; dispozitive care au contact mecanic cu obiectul măsurat, cu o metodă optică pentru determinarea mișcării punctelor de contact. Dintre dispozitivele din primul grup, proiectoarele au devenit larg răspândite pentru măsurarea și monitorizarea pieselor cu contururi complexe și dimensiuni mici (de exemplu, șabloane, părți ale mecanismului de ceas etc.). În inginerie mecanică se folosesc proiectoare cu măriri de 10, 20, 50, 100 și 200, cu dimensiuni ale ecranului de la 350 la 800 mm de-a lungul diametrului sau de-a lungul uneia dintre laturi. T.n. Atașamentele de proiecție sunt instalate pe microscoape, mașini de prelucrare a metalelor și diverse instrumente. Microscoape instrumentale ( orez. 1
) sunt cel mai adesea folosite pentru a măsura parametrii filetului. Modelele mari de microscoape instrumentale sunt de obicei echipate cu un ecran de proiecție sau un cap binocular pentru o vizualizare ușoară. Cel mai comun dispozitiv al celui de-al doilea grup este microscopul de măsurare universal UIM, în care piesa măsurată se deplasează pe un cărucior longitudinal, iar microscopul cu cap se deplasează pe un cărucior transversal. Observarea limitelor suprafețelor care sunt inspectate se realizează cu ajutorul unui microscop cu cap; dimensiunea controlată (cantitatea de mișcare a piesei) este determinată pe o scară, de obicei folosind microscoape de citire. Unele modele UIM folosesc un dispozitiv de proiectare-citire. Comparatorul de interferențe aparține aceluiași grup de dispozitive.
Dispozitivele celui de-al treilea grup sunt folosite pentru a compara mărimile liniare măsurate cu măsurile sau scalele. Ele sunt de obicei unite sub numele general. Comparator s. Acest grup de dispozitive include Optimeter,
Opticator,
Mașină de măsurat, interferometru de contact, contor de lungime optică etc. Interferometrul de contact (dezvoltat pentru prima dată de I. T. Uversky în 1947 la uzina Kalibr din Moscova) folosește un interferometru Michelson (vezi articolul Interferometru), a cărui oglindă mobilă este conectată rigid la măsurare. tijă. Mișcarea tijei în timpul măsurării determină o mișcare proporțională a franjurilor de interferență, care se numără pe o scară. Aceste instrumente (de tip orizontal și vertical) sunt utilizate cel mai adesea pentru măsurători relative ale lungimii blocurilor de ecartament (vezi Ecartamentul) în timpul certificării lor. Într-un metru optic de lungime (Abbe length meter) împreună cu o tijă de măsurare ( orez. 2
) scala de citire se deplasează. Când se măsoară prin metoda absolută, se determină o dimensiune egală cu mișcarea scalei prin ocular sau pe un dispozitiv de proiecție folosind un vernier. O direcție promițătoare în dezvoltarea de noi tipuri de O. și. etc este de a le dota cu dispozitive electronice de citire care să permită simplificarea citirii și vederii, obținerea de citiri mediate sau prelucrate în funcție de anumite dependențe etc. Lit.: Manual de tehnologie de măsurare liniară, trad. din germană, M., 1959; Instrumente optice pentru măsurarea mărimilor liniare și unghiulare în inginerie mecanică, M., 1964. N. N. Markov.
Marea Enciclopedie Sovietică. - M.: Enciclopedia Sovietică. 1969-1978 .
Vedeți ce este „Dispozitiv de măsurare optic” în alte dicționare:
dispozitiv- dispozitiv: Ansamblu de produse cu diverse scopuri funcționale de același tip, de exemplu: lingură, furculiță, cuțit de masă, unite printr-o soluție comună de design artistic, destinate amenajării mesei. Sursa: GOST R 51687 2000:… …
- (din grecescul optós vizibil și ... metru (Vezi ... metru)) un dispozitiv pentru măsurarea dimensiunilor liniare (metoda relativă), elementul de conversie în care se află un mecanism optic-pârghie. Transmisia cu pârghie este un mecanism de balansare... ...
În tehnologie, denumire generalizată pentru un grup de instrumente utilizate pentru măsurarea și controlul dimensiunilor liniare și unghiulare ale pieselor și produselor finite. Mijloace tehnice cu parametri sau proprietăți metrologice standardizate, destinate... ... Marea Enciclopedie Sovietică
Instrumente de măsurare a filetului, mijloace de măsurare și monitorizare a firelor (vezi File). Există R. și. pentru control complex și pentru măsurarea parametrilor individuali; filete externe și interne; fire cilindrice și conice; șuruburi de plumb... Marea Enciclopedie Sovietică
Optimeter, optimeter m. Dispozitiv optic de măsurare pentru măsurarea deosebit de precisă a dimensiunilor liniare. Dicționarul explicativ al lui Efraim. T. F. Efremova. 2000... Dicționar explicativ modern al limbii ruse de Efremova
interferometru- a, m. interferomètre m., germană. interferometru. specialist. Un dispozitiv optic de măsurare bazat pe fenomenul de interferență. BAS 1. Interferometric oh, oh. Măsurătorile interferomterice. BAS 1. Lex. TSB 1: interferometre; TSB 2:… … Dicționar istoric al galicismelor limbii ruse
RM 4-239-91: Sisteme de automatizare. Dicționar-carte de referință pentru termeni. Manual pentru SNiP 3.05.07-85- Terminologie RM 4 239 91: Sisteme de automatizare. Dicționar carte de referință pe termeni. Manual pentru SNiP 3.05.07 85: 4.2. AUTOMATIZAREA 1. Introducerea instrumentelor automate pentru implementarea proceselor STISO 2382/1 Definitii termenului din diverse documente: ... ... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice
GOST 24453-80: Măsurătorile parametrilor și caracteristicilor radiației laser. Termeni, definiții și denumiri de litere ale cantităților- Terminologie GOST 24453 80: Măsurătorile parametrilor și caracteristicilor radiației laser. Termeni, definiții și denumiri de litere ale cantităților document original: 121. Caracteristica spectrală absolută a sensibilității unui instrument de măsurare... ... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice
GOST 15528-86: Instrumente pentru măsurarea debitului, volumului sau masei lichidului și gazului care curge. Termeni și definiții- Terminologie GOST 15528 86: Instrumente pentru măsurarea debitului, volumului sau masei lichidului și gazului care curge. Termeni și definiții document original: 26. Traductor de debit acustic D. Akustischer Durch flußgeber E. Traductor de debit acustic F ... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice
GOST 22267-76: Mașini de tăiat metal. Scheme si metode de masurare a parametrilor geometrici- Terminologie GOST 22267 76: Mașini de tăiat metal. Scheme și metode de măsurare a parametrilor geometrici document original: 25.1. Metode de măsurare Metoda 1 folosind un dispozitiv pentru măsurarea lungimii în timpul mișcării în linie dreaptă a corpului de lucru. Metoda 2...... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice
LA categorie:
Prelucrare metalică și unelte
Instrumente optice de masura
În proiectarea unei mașini de măsurat, pe lângă tubul optimeter, care utilizează principiul unei pârghii optice, sunt utilizate și alte dispozitive optice, care formează baza proiectelor unui număr de instrumente optice de măsurare. Astfel de dispozitive se numesc instrumente optice de măsurare.
Instrumentele optice de măsurare sunt construite pe principiul examinării unei imagini de umbră mărită a obiectului măsurat cu ochiul uman. Astfel de instrumente de măsurare includ, utilizate pe scară largă în producția de instrumente, microscoape și proiectoare instrumentale și universale.
Microscopul instrumental model IT este utilizat pentru a măsura profile complexe de scule. Este alcătuit dintr-un cap optic care se mișcă în sus și în jos pe un suport, o masă cu glisiere care se mișcă pe bile în direcția longitudinală și transversală, o bază și un corp de iluminat. Standul poate fi rotit în jurul unei axe orizontale, dacă este necesar. Instalarea grosieră a capului optic în înălțime se face manual, reglarea fină se face cu un șurub și se fixează în poziția instalată cu un șurub. Două dispozitive micrometrice sunt utilizate pentru a măsura mișcarea transversală și longitudinală a mesei. Cadrul cu centre vizibile pe masa microscopului este destinat pentru fixarea pieselor.
Principiul de funcționare al unui microscop instrumental este următorul. De la sursa de lumină, razele trec printr-un dispozitiv special numit diafragmă, care reglează cantitatea de lumină transmisă. Reflectate în oglindă, trec placa transparentă pe lângă obiectul variabil aflat pe masă și urmează mai departe în lentilă, mărind dimensiunea conturului în cauză. Ulterior, refractând de patru ori în trei prisme, razele ies perpendicular pe ecranul din sticlă mată, pe care sunt aplicate linii întunecate, și devin vizibile în ocular. În ocular se poate vedea conturul iluminat al obiectului măsurat, mărit de 30 de ori.
Orez. 1. Microscop instrumental.
Pe ecranul de linii sunt marcate diferite profiluri, linii și scale, atât liniare, cât și unghiulare, pentru a fi comparate cu profilul obiectului măsurat. Prin rotirea ecranului în jurul axei sale de rotație, puteți combina liniile acestui ecran cu părți individuale ale profilului unui obiect și puteți măsura unghiurile de rotație ale ecranului și, prin urmare, dimensiunile și unghiurile obiectului măsurat.
Procesul de măsurare pe dispozitivul descris constă din următoarele operații:
a) plasarea obiectului până când partea măsurată a profilului coincide cu o anumită linie sau profil al ecranului;
b) mutarea obiectului sau a ecranului până când a doua parte a profilului coincide cu aceeași linie sau profil de pe ecran;
c) citirea pe ecran sau cu un dispozitiv micrometric a deplasării unui obiect de la o linie a ecranului la alta.
La măsurarea unghiurilor, întregul proces se desfășoară folosind capul optic al unui microscop, iar la măsurarea lungimii, rolul capului optic se limitează doar la monitorizarea preciziei instalării piesei și la transferul dimensiunilor; numărarea se realizează cu ajutorul dispozitivelor micrometrice.
Orez. 2. Schema optică a microscopului.
Microscopul are lentile interschimbabile cu măriri de zece, cincisprezece și treizeci de ori. Ecranele sale de linie sunt, de asemenea, înlocuibile.
Microscopul are și un ecran special pentru măsurarea firelor, precum și un ecran de goniometru.
Orez. 3. Ecranul goniometrului: a - vedere generală: b - câmpul vizual al microscopului lateral A și al ocularului.
În partea de mijloc a ecranului goniometrului există două marcaje reciproc perpendiculare cu care se poate combina conturul obiectului măsurat. Pe întreaga circumferință a ecranului există o scară unghiulară de la 0 la 360° cu diviziuni în fiecare grad. Scara este vizualizată printr-un microscop lateral A, în care, pe lângă scara de grade, diviziunile sunt vizibile la intervale de două minute. Scara laterală a microscopului cu o citire de 121°38’ este prezentată în Fig. 3, b.
Precizia verificării valorilor unghiulare la un microscop instrumental este de + 1-2’, iar pentru măsurători liniare + 0,005 mm. Pentru a asigura acuratețea necesară, trebuie să obțineți o claritate maximă a imaginii. Acest lucru se realizează prin reglarea corespunzătoare a deschiderii și instalarea corectă a capului optic în înălțime.
Un microscop de măsurare universal (tip UIM-21) este o combinație între un microscop instrumental și o mașină de măsurat optică. Face posibilă verificarea pieselor cu diametre și lungimi semnificative (dimensiuni 200 X 100) și determinarea mai precisă a dimensiunilor liniare cu ajutorul dispozitivelor optice. Precizia liniară a citirii pe scalele sale este de 0,001 mm, precizia unghiulară este G.
Un microscop universal constă dintr-un cadru cu un stâlp vertical pentru fixarea unui cap echipat cu ecrane de linie și goniometrie, o masă care se mișcă în direcția transversală, un cărucior cu capete centrale care se deplasează în direcția longitudinală, dispozitive optice care înregistrează cantitatea de mișcare a trăsura și masa și, în final, un dispozitiv de iluminat.
Orez. 4. Numărătoare inversă
Orez. 5. Numărarea mișcărilor liniare într-un microscop universal.
Precizia ridicată a mișcărilor liniare ale mesei și căruciorului este garantată de două microscoape montate pe cadrul dispozitivului. În ocularul oricăruia dintre ele, ochiul vede imaginea prezentată în cercul din Fig. 4. Această imagine este rezultatul vizionării simultane prin ocular a plăcilor mobile și fixe instalate în microscop și a scalei situate pe căruciorul sau masa microscopului. Plăcile și cântarul sunt din sticlă și iluminate de jos de un bec electric.
Pe măsură ce masa se mișcă, cântarul cu diviziuni se mișcă împreună cu masa și căruciorul și face posibilă numărarea cantității de mișcare în milimetri. Deplasarea în zecimi de milimetru se numără în funcție de diviziunile unei plăci de sticlă staționare instalată în microscop. Sutimile și miimile sunt numărate folosind scara plăcii mobile. În acest scop, prin rotirea plăcii mobile, se instalează una dintre perechile de linii spiralate astfel încât diviziunea milimetrică vizibilă în 8* Fig. 56 s-a dovedit a fi la mijloc între riscurile acestei perechi de linii spiralate. Suma citirilor scalei, adică numărul de milimetri vizibili pe fundalul liniilor spiralate, numărul de zecimi de pe indicatorul transversal al plăcii staționare și sutimile și miimile care se încadrează în fața acestui indicator transversal, va oferi exact poziţia mesei sau a căruciorului faţă de axa microscopului.
dimensiunile de pescuit și liniare și sunt dispuse în același mod ca și ecranul goniometric al unui microscop instrumental. Al doilea ocular și ecranul sunt utilizate pentru a determina unghiurile corecte ale profilului, înălțimile, tocitura și rotunjirile filetului. Acest
Ecranul este un disc de sticlă cu profile filetate de diferite sisteme și pasuri. Prin combinarea profilelor ecranului cu o imagine în umbră a firului examinat la microscop, se evaluează corectitudinea executării acestuia.
Proiectoarele sunt instrumente optice de măsurare care oferă o imagine mărită a profilului obiectului studiat pe ecran. Aceste aparate sunt foarte productive și se caracterizează printr-o precizie de citire de până la 5 microni, iar creșterea profilului măsurat în aparate este de 10, 20 și 50, în funcție de puterea lentilei interschimbabile.
Un proiector mare al modelului BP, a cărui diagramă de funcționare este prezentată în figură, constă dintr-un dispozitiv de proiecție, o lentilă de oglindă și un ecran. O sursă de lumină plasată în dispozitivul de proiectare emite raze de lumină care lovesc marginea piesei și sunt parțial blocate. Razele care trec prin conturul piesei intră în lentilă și merg mai departe către dispozitivul reflectorizant (oglindă), apoi cad pe ecran, unde formează o imagine în umbră mărită a conturului obiectului testat, vizibilă împotriva unui fundal deschis. Imaginea în umbră poate fi comparată cu o imagine desenată pe hârtie transparentă sau cu un ecran al conturului care ar trebui realizat pe piesă. Rezultatele măsurătorilor pot fi obținute nu numai sub formă de umbră, ci și sub formă de numere. În acest scop, ecranul este echipat cu două mărci reciproc perpendiculare, iar masa este echipată cu dispozitive micrometrice, rotative și verniere corespunzătoare.
Orez. 6. Schema de funcționare a proiectorului.
Când lucrați la un proiector, trebuie avut în vedere că o mărire prea mare, deși oferă o precizie mai mare, slăbește totuși claritatea imaginii. Prin urmare, aici alegem o mărire care ne va permite să observăm clar profilul obiectului măsurat.
Sunt cunoscute trei grupe de instrumente optice de măsură.
1. Dispozitive cu o metodă optică de vizualizare și o metodă mecanică (sau altă metodă, dar nu optică) de măsurare a mișcării;
2. Dispozitive cu o metodă optică de ochire și numărare a mișcărilor;
3. Dispozitive care au contact mecanic cu obiectul măsurat, cu metodă optică pentru determinarea mișcării punctelor de contact.
Dintre dispozitivele din primul grup, proiectoarele au devenit larg răspândite pentru măsurarea și monitorizarea pieselor cu contururi complexe și dimensiuni mici (de exemplu, șabloane, părți ale mecanismului de ceas etc.). În inginerie mecanică, proiectoarele sunt folosite cu măriri de 10, 20, 50, 100 și 200, având dimensiunea ecranului de la 350 la 800 mm în diametru sau pe o singură parte. T.n. Atașamentele de proiecție sunt instalate pe microscoape, mașini de prelucrare a metalelor și diverse instrumente. Microscoapele instrumentale (Fig. 1) sunt cele mai des folosite pentru a măsura parametrii filetului. Modelele mari de microscoape instrumentale sunt de obicei echipate cu un ecran de proiecție sau un cap binocular pentru o vizualizare ușoară.
Microscoapele instrumentale sunt cel mai adesea folosite pentru a măsura parametrii filetului. Modelele mari de microscoape instrumentale sunt de obicei echipate cu un ecran de proiecție sau un cap binocular pentru o vizualizare ușoară.
Microscop instrumental: 1 - cap cu grilă longitudinală punctată; 2 - stand; 3 - micropereche; 4 - masa pentru montarea piesei.
Cel mai comun dispozitiv al celui de-al doilea grup este microscopul de măsurare universal UIM, în care piesa măsurată se deplasează pe un cărucior longitudinal, iar microscopul cu cap se deplasează pe un cărucior transversal. Observarea limitelor suprafețelor care sunt inspectate se realizează cu ajutorul unui microscop cu cap; dimensiunea controlată (cantitatea de mișcare a piesei) este determinată pe o scară, de obicei folosind microscoape de citire. Unele modele UIM folosesc un dispozitiv de proiectare-citire. Un comparator de interferență aparține aceluiași grup de dispozitive.
Dispozitivele celui de-al treilea grup sunt folosite pentru a compara mărimile liniare măsurate cu măsurile sau scalele. Ele sunt de obicei unite sub numele general. comparatori. Acest grup de instrumente include un optimeter, un optic, o mașină de măsurat, un interferometru de contact, un contor de lungime optică etc. Interferometrul de contact (dezvoltat pentru prima dată de I. T. Uversky în 1947 la uzina Kalibr din Moscova) folosește un interferometru Michelson (vezi Art. Interferometru), a cărui oglindă mobilă este legată rigid de tija de măsurare. Mișcarea tijei în timpul măsurării determină o mișcare proporțională a franjurilor de interferență, care se numără pe o scară. Aceste dispozitive (de tip orizontal și vertical) sunt cel mai adesea utilizate pentru măsurători relative ale lungimii blocurilor de gabarit în timpul certificării lor. Într-un indicator optic de lungime (Abbe length gauge), scala de citire se mișcă împreună cu tija de măsurare (Fig. 2). Când se măsoară prin metoda absolută, se determină o dimensiune egală cu mișcarea scalei prin ocular sau pe un dispozitiv de proiecție folosind un vernier.
Contor optic de lungime: 1 - dispozitiv de proiectie; 2 - tijă de măsurare; 3 - piesa de masurat.
Deschidere(lat. deschidere- gaură) în optică - o caracteristică a unui dispozitiv optic care descrie capacitatea acestuia de a colecta lumina și de a rezista la estomparea prin difracție a detaliilor imaginii. În funcție de tipul de sistem optic, această caracteristică poate fi o dimensiune liniară sau unghiulară. De regulă, printre părțile unui dispozitiv optic se distinge în mod special așa-numita diafragmă de deschidere, care limitează cel mai puternic diametrele fasciculelor de lumină care trec prin instrumentul optic. Adesea rolul este așa diafragma de deschidere execută cadru sau marginile unuia dintre elementele optice (lentile, oglinzi, prisme).
Instrumente de măsură opto-mecanice. Aceste aparate sunt utilizate pe scară largă în laboratoarele și atelierele de măsurare pentru măsurarea dimensiunilor calibrelor, blocurilor de ecartament plan-paralel, produselor de precizie, precum și pentru montarea și verificarea echipamentelor de control activ și pasiv. Aceste dispozitive se bazează pe o combinație de circuite optice și transmisii mecanice. Instrumentele de măsurare opto-mecanice includ: capete de măsurare optice cu arc (opticatoare), optimometre, ultra-optimometre, contoare de lungime, mașini de măsurat, interferometre și o serie de alte dispozitive.
Orez. 2.25. Optimetru: a - vertical; b - orizontală
Orez. 2.26. :
7 - ocular; 2 - oglinda; 3 - prismă triunghiulară; 4 - placa de sticla; 5 - prismă de reflexie totală; 6 - tijă de măsurare; 7 - oglinda rotativa; c - obiectiv
Este alcătuit dintr-un cap de măsurare, numit tub optimeter, și un suport vertical sau orizontal. În funcție de tipul de stand, optimeterele sunt împărțite în verticale (de exemplu, OVO-1 sau IKV) (Fig. 2.25, a) și orizontale (de exemplu, OGO-1 sau IKG) (Fig. 2.25, b) . De asemenea, produc optimetoare de proiecție orizontale și verticale (OGE-1 sau OVE-02). Cu acesta din urmă, rezultatul măsurării este măsurat pe o scară proiectată pe ecran. Optimetrele verticale sunt proiectate pentru măsurarea dimensiunilor exterioare ale pieselor, iar cele orizontale sunt concepute pentru măsurarea dimensiunilor atât exterioare, cât și interne.
Designul optic al optimometrelor folosește principiile autocolimației și pârghiei optice. Principiul de funcționare al tubului optimometru este prezentat în Fig. 2.26. Razele de la sursa de lumină sunt direcționate de o oglindă 2 în fanta tubului și, refractate de o prismă triunghiulară 3, trec printr-o scară cu 200 de diviziuni marcate pe planul unei plăci de sticlă 4. După ce a trecut scara, raza lovește prisma de reflexie totală 5 și, reflectată din aceasta în unghi drept, este îndreptată către lentila 8 și oglinda rotativă 7. Oglinda pivotantă este apăsată de un arc împotriva tijei de măsurare 6. La deplasarea tijei 6, sprijinindu-se pe piesa fiind măsurată, oglinda 7 se rotește printr-un unghi a în jurul unei axe care trece prin centrul bilei de sprijin, ceea ce face ca reflexiile reflectate de oglindă să devieze cu 7 raze la unghiul 2a. Fascicul de raze reflectat este transformat de lentilă într-un fascicul convergent, care oferă o imagine a scării. În acest caz, scara se deplasează în direcția verticală în raport cu indicatorul fix cu o anumită cantitate proporțională cu dimensiunea măsurată. Imaginea la scară este observată în ocularul 1, de obicei cu un singur ochi, ceea ce obosește controlerul. Pentru a oferi o citire, pe ocularul 1 este pus un atașament special de proiecție, pe ecranul căruia puteți observa imaginea scalei cu ambii ochi. Pentru principalele caracteristici metrologice ale optimometrelor, vezi tabel. 2.9.
(Fig. 2.27, a) constă dintr-un cap de măsurare și un suport vertical sau orizontal. Schema de funcționare a gabaritului de lungime este prezentată în Fig. 2.27, b. Proiectarea gabaritului de lungime corespunde principiului E. Abbe, adică scara principală este o continuare a piesei măsurate 3. Un vârf de măsurare 4 este fixat în pană 5, care vine în contact cu piesa măsurată 3. Gravitația forța penei 5 este echilibrată de o contragreutate 1, care se deplasează în interiorul amortizorului de ulei 2. Pena 5 este conectată la contragreutate printr-o bandă de oțel 9 aruncată peste blocuri, iar forța de măsurare a gabaritului de lungime este determinată de diferența de masele penei 5 și contragreutății 1. Această forță este reglată cu ajutorul șaibelor de greutate 8. Citirile pe un cântar de sticlă 6, iluminat de o sursă de lumină S, se fac cu ajutorul microscopului de citire 7 cu vernier spiralat.
În prezent, calibrele de lungime cu citire digitală devin din ce în ce mai răspândite, al căror afișaj afișează direct dimensiunea măsurată.
Principalele caracteristici metrologice ale contoarelor optice de lungime, vezi tabel. 2.9.
Numele și tipul dispozitivului | Valoarea diviziunii la scară, microni | Limite de măsurare pe scară, µm | Limite de eroare admisă la orice parte a scalei în 100 de divizii, microni | Forța maximă de măsurare (fluctuația forței de măsurare), N | Variația citirilor, µm |
Opticatoare GOST 28798-90: | |||||
Ultra-optimeters IKP-2 | |||||
metri de lungime optică: | |||||
Interferometru mod. 264 (vertical) | 1,5 ± 0,10 (0,02) | ||||
1,5 ± 0,10 (0,02) | |||||
1,5 ± 0,10 (0,02) |
Orez. 2.27. Contorul de lungime optică [a) și diagrama de funcționare a acestuia (b):
1 - contragreutate; 2 - amortizor de ulei; 3 - piesa de masurat; 4 - varf de masurare; 5 - pană; 6 - cantar de sticla; 7 - microscop de citire; 8 - șaibe de încărcare; 9 - bandă de oțel; S - sursa de lumina
Mașini de măsurat (una, două și trei coordonate) sunt concepute pentru testarea părților complexe ale corpului, părților de lungime considerabilă, măsurarea distanțelor dintre axele găurilor aflate în același sau planuri diferite, monitorizarea parametrilor șabloanelor de profil plat în formă dreptunghiulară și polară coordonate. Mașinile de măsurat cu două și trei coordonate fac posibilă obținerea unei citiri digitale cu transmiterea automată a rezultatelor măsurătorilor către un computer cu aplicarea ulterioară a programelor rezultate în mașini CNC pentru prelucrarea pieselor similare (prelucrare după model). Mașinile de măsurat sunt discutate mai detaliat în capitolul. 3.
Interferometre aparțin unor dispozitive optico-mecanice foarte precise. Acestea sunt utilizate în principal pentru verificarea blocurilor de măsurare pentru lungimea, dimensiunile și forma unor produse deosebit de precise și se bazează pe utilizarea fenomenului de interferență a undelor luminoase. Interferometrele pentru măsurători liniare sunt împărțite în contact (IKPV - vertical, IKPG - orizontal) și fără contact. Interferometrele de contact au tuburi de interferență identice cu capacitatea de a regla valoarea diviziunii de la 0,05 la 0,2 microni.
În tubul interferometru (Fig. 2.28), lumina de la lampa 1 este direcționată de condensatorul 2 prin diafragma 3 către placa translucidă de separare 6.
Orez. 2.28. :
1 - lampă; 2 - condensator; 3 - diafragma; 4 - perdea; 5 - oglinda rotativa; 6 - placă translucidă; 7 - lentila; 8 - plasă; 9 - mecanism de deplasare a ocularului; 10 - ocular; 11 - compensator; 12 - oglinda; 13 - tijă de măsurare; 14 - obiect de măsurat
O parte din raze, care au trecut prin placa translucidă 6 și compensatorul 11, vor fi reflectate de oglinda 12, montată pe capătul superior al tijei de măsurare 13, iar prin compensatorul 11 se va întoarce din nou la placa translucidă 6. Cealaltă parte a fasciculului de lumină, reflectată de suprafața de lucru a plăcii translucide de separare 6, cade pe oglinda rotativă 5 și, după reflectare, se întoarce și pe placa translucidă 6. Fig. 2.29. Interferometru de contact vertical:
Orez. 2.29. :
1 - suport; 2 - clichet; 3 - stand; 4 - baza; 5 - șurub; 6 - surub de microfeed; 7 - masa; 8 - scut termic; 9 - clema de tub; 10 - tub interferometru
Astfel, pe suprafața de lucru a plăcii translucide 6, ambele părți ale fasciculului de lumină interferează cu o mică diferență de cale. Lentila 7 proiectează un model de interferență de franjuri de grosime egală în planul reticulului 8. Franjurile de interferență și scara aplicată reticulului sunt observate prin ocularul 10.
Franjuri de interferență de grosime egală se formează ca urmare a rotării oglinzii 5 la un unghi mic față de suprafața oglinzii 12. Când este iluminată cu lumină albă, o bandă neagră (acromatică) este vizibilă pe fundalul scalei și pe ambele. pe laturile acestuia există mai multe dungi colorate de intensitate descrescătoare. Banda neagră servește ca indicator atunci când citiți pe o scară cu 50 de diviziuni de fiecare parte a zero, care se mișcă proporțional cu mișcarea tijei de măsurare 13.
Interferometrul de contact vertical (Fig. 2.29) are o bază turnată rigidă 4 și un suport 3. Suportul 1, care poartă tubul interferometrului 10, poate fi deplasat de-a lungul ghidajului suportului folosind un clichet 2. Un ecran de protecție împotriva căldurii 8 este atașat la clema tubului 9. Masa 7 poate fi mutată în direcția verticală șurubul de microalimentare 6 și blocată în poziția instalată cu șurubul 5.
Principalele caracteristici metrologice ale interferometrelor, vezi tabel. 2.9.
Recent, industria autohtonă a început să producă interferometre laser fără contact cu citire digitală. Acestea vă permit să măsurați piese mari (până la 60 m sau mai mult) folosind metoda absolută cu productivitate și precizie ridicate. Prețul de divizare al unor astfel de dispozitive variază de la 0,1 la 0,01 microni; eroarea de măsurare este de 0,5 µm pe 1 m. O diagramă schematică a unuia dintre modelele unui interferometru laser fără contact este prezentată în Fig. 2.30.
Orez. 2.30. :
1 - sursa de fascicul laser; 2 - oglinda fixa; 3 - farfurie; 4 - reflector în formă de V; 5 - baza reflectorului; 6 - masa de masurat; 7 - baza mesei de masurat; 8 - oglinda fixa; 9- receptor; 10 - baza; 11 - dispozitiv indicator; 12 - corp
Tip microscop | Limite superioare de măsurare, mm | Gama de măsurare a unghiurilor plate, | Mărirea liniară a obiectivelor microscopului de ochire | Pret diviziune la scara capete micrometrice tobe, mm | Valoarea împărțirii scării pantei liniei de centre | Diametrul maxim al produsului testat, mm | Valoarea diviziunii la scară a capului goniometrului | Limita erorii principale admisibile a microscopului în domeniul de măsurare, µm |
|
în direcția longitudinală | în direcția transversală |
||||||||
1; 3; 5; 10; 20; 40x | |||||||||
IMC 100x50, A | 1; 3; 5; 10; 20; 40x | 0...25 mm ± 3 µm |
|||||||
1; 3; 5; 10; 20; 40x | 0...50 mm ± 5 µm |
||||||||
IMC 150x50, A | 1; 1,5; 3,0; 5,0x | 0... 100 mm ± 6 µm |
|||||||
1; 1,5; 3,0; 5,0x | |||||||||
IMTsL 160x80, B | |||||||||
10; 15; treizeci; 50x | |||||||||
10; 15; treizeci; 50x | |||||||||
Fasciculul de lumină care vine de la sursa de fascicul laser 1 este împărțit în două fluxuri de o placă translucidă 3. Unul este îndreptat către oglinda staționară 2 și, după ce a fost reflectat de ea, se întoarce la placa 3. Celălalt, trecând prin placa 3, lovește oglinda staționară 8. După ce a reflectat din oglinda staționară 8 și reflectorul în formă de V 4, fasciculul revine pe placa 3, unde interferează cu primul fascicul.
Cu ajutorul interferometrelor laser, sunt verificate mașini de măsurat cu două sau trei coordonate, microscoape, mașini de precizie și alte mecanisme de precizie.
Instrumente optice de masura.
Aceste aparate și-au găsit aplicație în laboratoarele de măsurători pentru măsurători absolute și relative printr-o metodă fără contact a diverselor produse de profil complex (filete, șabloane, came, scule de tăiere profilate) și dimensiuni de gabarit reduse, pentru măsurători precise de lungimi, unghiuri, raze. . Aceste dispozitive sunt construite pe circuite optice. Cele mai comune instrumente optice de măsurare includ: microscoape (instrumentale, universale, de proiecție), proiectoare, lungime optică și inclinometre, capete divizoare, mese etc.
Microscoapele instrumentale și universale sunt proiectate pentru măsurători absolute ale unghiurilor și lungimilor diferitelor părți în coordonate dreptunghiulare și polare. În conformitate cu GOST 8074-82, sunt produse microscoape cu contoare micrometrice de două tipuri: tip A - fără înclinare a capului și tip B - cu înclinare a capului. Pentru microscoape, IM este 100x50, A; IM 150x50, B prevede citirea pe cântare a capetelor micrometrice de 25 mm și utilizarea unor calibre de lungime, în timp ce microscoapele IMT 100x50, A; IMC 150x50, A; IM 150x50, B; IMTsL 160x80, B sunt echipate cu un cititor digital.
Microscoapele de măsurare universale diferă de microscoapele instrumentale prin domeniul lor de măsurare mai mare și precizie crescută. În loc de contoare micrometrice, ei folosesc cântare milimetrice cu microscoape spiralate de citire.
Principalele caracteristici metrologice ale acestor microscoape sunt prezentate în tabel. 2.10.
Orez. 2.31. Modelul de microscop instrumental MMI [a], dispozitivul său de citire (b), designul optic al microscopului [c):
1 - microscop de ochire; 2 - stand; 3 - șurub; 4 - lampă cu iluminare din spate; 5 și 12 - volante; 6 și 8 - șuruburi micrometrice; 7 - baza; 9 - masa de masurat; 10 - ghidaje cu bile; 11- lentila; 13 - suport; 14 - inel; 15 - tub; I - scară milimetrică; II - scară circulară
În ciuda diferențelor de proiectare dintre microscoapele instrumentale și universale, schema fundamentală de măsurare în toate microscoapele este comună - vizualizarea diferitelor puncte ale părții controlate, deplasate în acest scop în direcții reciproc perpendiculare și măsurarea acestor mișcări folosind dispozitive de citire. Pentru a asigura o vizualizare mai bună, microscoapele sunt echipate cu lentile interschimbabile cu diferite grade de mărire.
Ca exemplu, luați în considerare proiectarea (Fig. 2.31, a) și principiul măsurării unui model de microscop instrumental MMI. Pe o bază masivă din fontă 7, masa de măsurare 9 se mișcă în două direcții reciproc perpendiculare pe ghidajele cu bile 10 folosind șuruburi micrometrice 6 și 8. Pentru a măsura mișcările, există o scară milimetrică I pe manșon atașat la o piuliță metrică (Fig. 2.31, b), iar pe tamburul conectat la șurubul micrometrului există o scară circulară II cu 200 de diviziuni (în Fig. 2.31, b citirea micrometrului este 29.025). Lentila 11 cu tubul 15 este montată pe suportul 13, care se deplasează vertical de-a lungul suportului 2. Standul 2, folosind roata de mână 5, poate fi înclinat în ambele direcții pentru microscoapele de tip B pentru a instala microscopul la unghiul de ridicare al filetului care se măsoară. Există o lampă cu lumină de fundal 4. Volanul 12, care mișcă suportul 13, servește la focalizarea microscopului, iar poziția stabilită este fixată cu șurubul 3. Pentru a focaliza cu precizie microscopul, inelul canelat 14 este rotit, în timp ce tubul 15 se deplasează de-a lungul ghidajelor cilindrice ale suportului. În partea superioară a tubului este atașat un cap ocular goniometric înlocuibil cu un microscop de ochire 1 și un dispozitiv de citire.
Schema optică a microscopului este prezentată în Fig. 2.31, c. Partea măsurată AB este privită prin obiectivul microscopului. Imaginea părții AB este reală, inversă și mărită.
Ochiul observatorului, prin ocularul OK, vede imaginea virtuală, inversă și încă o dată mărită a părții A2B2 de către ocular.
Proiectoare concepute pentru monitorizarea sau măsurarea pieselor de contururi complexe. Proiectorul este format dintr-o lentilă care oferă o imagine mărită a produsului inspectat și un ecran pe care este vizualizat sau comparat cu grile sau contururi limită. Proiectoarele vin cu ecrane care funcționează în lumină transmisă și reflectată. Principalele caracteristici metrologice ale acestor dispozitive sunt prezentate în tabel. 2.11.
Capete divizoare optice (Fig. 2.32, a, b) sunt utilizate pentru măsurarea unghiurilor, precum și pentru marcarea și marcarea pieselor pe piese în timpul prelucrării. Dispozitivul este format dintr-o carcasă 8, în interiorul căreia este plasat un ax 9 în rulmenți, un microscop de citire 11 cu verniere, un centru frontal 6 pentru montarea piesei, un contrapunt 12 și un cadru 13. Se măsoară în prealabil rotația axului. pe o scară 14, a. exact - pe o scară de sticlă folosind un microscop de citire, care este montat rigid pe ax (Fig. 2.32, c). Axa axului poate fi setată în orice poziție între orizontală și verticală. În acest caz, unghiurile sunt numărate pe o scară de 14. Pentru principalele caracteristici metrologice ale capetelor divizoare optice de tip ODGE, vezi Tabel. 2.11.
Numele și tipul dispozitivului | Prețul diviziei la scară principală (vernier) | Pret diviziune dispozitiv de citire | Mărirea microscopului de citire | linia de vedere | Scala limitele de citire | Limitele de măsurare a instrumentului | Limitați erorile dispozitivului (dispozitiv de citire) |
Proiectoare de măsurare (GOST 19795-82): | Liniar: | Citire digitală discretă: | În longitudinal | ||||
0 ... 100 mm, in | |||||||
transversal | |||||||
vertical | |||||||
Capete de separare optică (TU 3.3.199 - 80): | Membrul principal | ||||||
±(1 + sina/2) ± |
|||||||
± (2 + 2pisina/2) |
|||||||
±(5/5pisina/2) |
|||||||
Raportor optic | Scala minute 5" | ||||||
Autocolimatoare vizuale (TU 3.3.1495 - 84): | Minut: | Scala secunde: | Limită de rezoluție | ||||
Mese rotunde optice sunt concepute pentru măsurători unghiulare precise sau rotații la unghiurile necesare ale pieselor care, datorită masei, formei și dimensiunilor lor, nu pot fi instalate în centrele sau pe dornurile capului divizor optic. Mesele optice rotunde pot fi, de asemenea, utilizate pentru marcarea precisă a pieselor de-a lungul unui cerc sau ca dispozitiv de precizie pentru prelucrarea pieselor într-un sistem de coordonate polare.
Pentru a măsura unghiuri externe și interne, diverse raportoare optice . Citirea scalei este de 10", iar eroarea permisă este de ±5".
Cele mai precise instrumente goniometrice sunt cele bazate pe utilizarea telescoapelor autocolimatoare. Unul dintre reprezentanții unor astfel de dispozitive este autocolimator .
Este conceput pentru a măsura unghiurile, a măsura dreptatea și planeitatea ghidajelor, precum și pentru a determina poziția unghiulară relativă a axelor și planurilor produselor în spațiu. Pe lângă autocolimatoarele vizuale, există autocolimatoare cu înregistrare fotoelectrică a rezultatelor, de exemplu, autocolimatorul AF-2, conceput pentru măsurarea deplasărilor unghiulare cu o precizie de 1",
Autocolimatoarele cu înregistrare fotoelectrică oferă o precizie și o viteză mai mare a măsurătorilor în comparație cu cele vizuale. Pentru caracteristicile principale ale unor autocolimatoare, vezi tabel. 2.11.
Orez. 2.32. Capul divizor optic (a), diagrama acestuia (b) și scara de sticlă (c]:
1 - tub; 2 - lampă cu iluminare din spate; 3, 4 și 74 - cântare; 5 - lesa; B - centru față; 7 - roată melcat; 8- corp; 9 - ax; 10 - emisfera; 11 - microscop; 12 - contrapunctură; 13 - pat
Recent, în contextul complexității tot mai mari a produselor controlate, sistemele de măsurare cu două coordonate sunt din ce în ce mai utilizate. Acestea vă permit să efectuați măsurători mai complexe ale dimensiunilor sale unghiulare și liniare într-un sistem de coordonate dreptunghiulare fără a reinstala produsul. Aceste instrumente includ microscoape de măsurare, proiectoare de măsurare și mașini de măsurat cu două coordonate.
Mașini de măsurat cu două coordonate (IDM) a apărut ca urmare a dezvoltării naturale a microscoapelor de măsură și proiectoarelor. Măsurile folosite în ele sunt măsuri de lungime de linie sau de capăt, precum și șuruburi de măsurare de precizie. Aceste mașini se caracterizează prin utilizarea bazelor, suporturilor, ghidajelor și antrenărilor de înaltă precizie pentru deplasarea mesei de lucru sau a capului de măsurare. Rezultatele măsurătorilor în IDM modern sunt afișate pe un computer, ceea ce realizează o creștere semnificativă a productivității măsurătorilor.
Principalele caracteristici metrologice ale mașinilor optice-mecanice cu două coordonate, avantajele, dezavantajele și domeniul de aplicare ale acestora sunt prezentate în tabel. 2.12.
Tip de dispozitiv | Limite de măsurare, mm | Eroare de măsurare | Inerție, s | Avantaje | Defecte | Zona de aplicare |
Microscop de măsurare | X= 0...70 y = 0...50 | 1 um; 10 um; 6" | Microscop imagistic ușor convertibil pentru lumină transmisă și reflectată | Câmp vizual mic (de la 2... la 6 mm) în funcție de mărire | Laboratoare și producție, măsurători liniare și unghiulare de dimensiuni exterioare și interioare |
|
Microscop instrumental de proiecție | x= 0...150 y = 0...75 | Puteți observa fie prin ocular, fie pe ecranul proiectorului, atât în lumină reflectată, cât și în lumină transmisă | Mai scump decât un microscop de măsurare | Laboratoare de măsurare, măsurare calibre, fire, roți dințate, șabloane, produse de forme complexe |
||
Microscop universal de măsurare | x = 0...200 y = 0...100 | 0,2 um; 1 um; treizeci" | Precizie ridicată, ușurință de control al manometrelor filetate, reechipare ușoară | Greutate mare și dimensiuni de gabarit, dispozitiv de masă | Laboratoare de măsurare, măsurători liniar-unghiulare de dimensiuni exterioare și interioare |
Instrumentele optice pentru măsurarea parametrilor de rugozitate a suprafeței (GOST 9847 - 79) se bazează pe principiul transformării simultane a profilului suprafeței și sunt concepute pentru a măsura parametrii Rmax; Rz; S conform GOST 2789-73. Standardul stabilește următoarele tipuri de dispozitive: PTS - dispozitive cu secțiune de umbră; PSS - dispozitive cu secțiune ușoară; MOM - microscoape moiré cu un singur obiectiv; MII - microscoape de interferență, a căror funcționare se bazează pe interferența cu două fascicule de lumină; MPI sunt microscoape profilometrice de interferență, a căror acțiune se bazează pe interferența luminii cu formarea de benzi de ordine cromatică egală.
Orez. 2.33. :
a - metoda optică a secțiunii luminii; b - folosind un interferometru cu două fascicule; c - metoda reflectometrică; 1 - fotodetector (ocular); 2 - lentila; 3 - obiect de măsurare; 4 - lentila; 5 - iluminator
Domeniile de măsurare a parametrilor de rugozitate pentru tipurile de dispozitive indicate sunt următoarele: PTS - Rz\ S - 0,2... 1,6 mm; Rmax-40...320 um; MII - Rz; Rmax - 0,05…0,8 µm; S - 0,002…0,05 mm; PSS - Rz\ Rmax - 0,5 ... 40 µm; S - 0,002 ...0,5 mm; MPI - Rz\ Rmax - 0,05…0,8 µm; MOM - Rz\ Rmax - 0,8...40 µm; S- 0,0005... 0,5 mm.
Metoda optică a secțiunii luminii (Fig. 2.33, a) vă permite să observați un profil mult mărit al neregulilor prin ocularul 1 și, măsurându-le cu ajutorul scalelor micrometrice oculare, să determinați Ra și Rz.
Folosind un interferometru cu două fascicule (Fig. 2.33, b), se măsoară diferența de lungimi de drum a două fascicule de lumină reflectate din diferite părți ale suprafeței studiate.
Un dispozitiv optic construit conform circuitului prezentat în Fig. 2.33, c, implementează metoda de măsurare reflectometrică și automatizează procesul de măsurare, oferind o valoare integrală pentru înălțimea neregulilor.
