Optični merilni instrument v strojništvu merilni instrument, pri katerem se z napravo z optičnim principom delovanja izvaja viziranje (poravnava meja nadzorovane velikosti z lasno črto, križcem itd.) ali določanje velikosti. Obstajajo tri skupine O. in. p.: naprave z optično metodo viziranja in mehansko (ali drugo, vendar ne optično) metodo merjenja gibanja; naprave z optično metodo viziranja in štetja gibanja; naprave, ki imajo mehanski stik z merjenim objektom, z optično metodo za določanje gibanja kontaktnih točk. Od naprav prve skupine so projektorji postali razširjeni za merjenje in spremljanje delov s kompleksnimi obrisi in majhnimi velikostmi (na primer šablone, deli mehanizma ure itd.). V strojništvu se uporabljajo projektorji s povečavami 10, 20, 50, 100 in 200 z velikostjo platna od 350 do 800. mm po premeru ali po eni od stranic. T.n. Projekcijski nastavki so nameščeni na mikroskope, stroje za obdelavo kovin in različne instrumente. Instrumentalni mikroskopi ( riž. 1
) se najpogosteje uporabljajo za merjenje parametrov niti. Veliki modeli instrumentalnih mikroskopov so običajno opremljeni s projekcijskim zaslonom ali binokularno glavo za enostavno gledanje. Najpogostejša naprava druge skupine je univerzalni merilni mikroskop UIM, pri katerem se merjeni del premika na vzdolžnem vozičku, glava mikroskopa pa se premika na prečnem vozičku. Opazovanje meja površin, ki se pregledujejo, se izvaja z mikroskopom glave, nadzorovana velikost (količina gibanja dela) se določi na lestvici, običajno z uporabo bralnih mikroskopov. Nekateri modeli UIM uporabljajo napravo za branje projekcij. V isto skupino naprav spada tudi interferenčni komparator.
Naprave tretje skupine se uporabljajo za primerjavo izmerjenih linearnih veličin z merami ali tehtnicami. Običajno so združeni pod splošnim imenom. Primerjalnik s. V to skupino naprav spadajo Optimeter,
optika,
Merilni stroj, kontaktni interferometer, optični merilnik dolžine itd. Kontaktni interferometer (ki ga je prvi razvil I. T. Uversky leta 1947 v tovarni Kalibr v Moskvi) uporablja Michelsonov interferometer (glej članek Interferometer), katerega gibljivo zrcalo je togo povezano z merilnim palica. Gibanje palice med merjenjem povzroči sorazmerno gibanje interferenčnih robov, ki se prešteje na skali. Ti instrumenti (horizontalni in navpični tipi) se najpogosteje uporabljajo za relativne meritve dolžin merilnih blokov (Glejte Merila) med njihovim certificiranjem. V optičnem dolžinskem merilniku (Abbejev dolžinski meter) skupaj z merilno palico ( riž. 2
) se lestvica za branje premakne. Pri merjenju z uporabo absolutne metode se skozi okular ali na projekcijski napravi z nonijusom določi velikost, ki je enaka gibanju lestvice. Obetavna smer pri razvoju novih vrst O. in. je opremiti z elektronskimi bralnimi napravami, ki omogočajo poenostavitev branja in viziranja, pridobivanje povprečnih ali obdelanih odčitkov v skladu z določenimi odvisnostmi itd. Lit.: Priročnik linearne merilne tehnike, trans. iz nemščine, M., 1959; Optični instrumenti za merjenje linearnih in kotnih veličin v strojništvu, M., 1964. N. N. Markov.
Velika sovjetska enciklopedija. - M.: Sovjetska enciklopedija. 1969-1978 .
Oglejte si, kaj je "optična merilna naprava" v drugih slovarjih:
napravo- naprava: niz izdelkov različnih funkcionalnih namenov iste vrste, na primer: žlica, vilica, namizni nož, združenih s skupno umetniško oblikovalsko rešitvijo, namenjenih postavitvi mize. Vir: GOST R 51687 2000:… …
- (iz grškega optós viden in ... meter (Glej ... meter)) naprava za merjenje linearnih dimenzij (relativna metoda), pretvorniški element, v katerem je vzvodno-optični mehanizem. Prenos vzvoda je nihajni mehanizem ... ...
V tehnologiji posplošeno ime za skupino orodij, ki se uporabljajo za merjenje in kontrolo linearnih in kotnih dimenzij delov in končnih izdelkov. Tehnična sredstva s standardiziranimi meroslovnimi parametri ali lastnostmi, namenjena... ... Velika sovjetska enciklopedija
Instrumenti za merjenje navojev, sredstva za merjenje in nadzor navojev (glej Navoj). Obstajajo R. in. za kompleksen nadzor in za merjenje posameznih parametrov; zunanji in notranji navoji; cilindrični in stožčasti navoji; vodilni vijaki... Velika sovjetska enciklopedija
Optimeter, optimeter m Optična merilna naprava za posebej natančno merjenje linearnih dimenzij. Efraimov razlagalni slovar. T. F. Efremova. 2000 ... Sodobni razlagalni slovar ruskega jezika Efremove
interferometer- a, m. interferomètre m., nem. Interferometer. specialist. Optična merilna naprava, ki temelji na pojavu interference. BAS 1. Interferometrični oh, oh. Interferomterične meritve. BAS 1. Lex. TSB 1: interferometri; TSB 2:… … Zgodovinski slovar galicizmov ruskega jezika
RM 4-239-91: Sistemi avtomatizacije. Slovar-priročnik za izraze. Priročnik za SNiP 3.05.07-85- Terminologija RM 4 239 91: Sistemi avtomatizacije. Slovarski priročnik o izrazih. Priročnik za SNiP 3.05.07 85: 4.2. AVTOMATIZACIJA 1. Uvedba avtomatskih orodij za izvajanje procesov STISO 2382/1 Definicije pojma iz različnih dokumentov: ... ... Slovar-priročnik izrazov normativne in tehnične dokumentacije
GOST 24453-80: Meritve parametrov in značilnosti laserskega sevanja. Izrazi, definicije in črkovne oznake količin- Terminologija GOST 24453 80: Meritve parametrov in značilnosti laserskega sevanja. Izrazi, definicije in črkovne oznake veličin originalni dokument: 121. Absolutna spektralna karakteristika občutljivosti merilnega instrumenta... ... Slovar-priročnik izrazov normativne in tehnične dokumentacije
GOST 15528-86 Instrumenti za merjenje pretoka, prostornine ali mase tekoče tekočine in plina. Izrazi in definicije- Terminologija GOST 15528 86: Instrumenti za merjenje pretoka, prostornine ali mase tekoče tekočine in plina. Izrazi in definicije originalni dokument: 26. Akustični pretvornik pretoka D. Akustischer Durch flußgeber E. Akustični pretvornik pretoka F ... Slovar-priročnik izrazov normativne in tehnične dokumentacije
GOST 22267-76 Stroji za rezanje kovin. Sheme in metode za merjenje geometrijskih parametrov- Terminologija GOST 22267 76: Stroji za rezanje kovin. Sheme in metode za merjenje geometrijskih parametrov originalni dokument: 25.1. Metode merjenja Metoda 1 z uporabo naprave za merjenje dolžin pri premočrtnem gibanju delovnega telesa. Metoda 2...... Slovar-priročnik izrazov normativne in tehnične dokumentacije
TO kategorija:
Kovinarstvo in orodjarstvo
Optični merilni instrumenti
Pri zasnovi merilnega stroja se poleg cevi optimetra, ki deluje na principu optičnega vzvoda, uporabljajo tudi druge optične naprave, ki so osnova zasnove številnih optičnih merilnih instrumentov. Takšne naprave imenujemo optični merilni instrumenti.
Optični merilni instrumenti so zgrajeni na principu pregleda povečane senčne slike merjenega objekta s človeškim očesom. Takšni merilni instrumenti vključujejo instrumentalne in univerzalne mikroskope in projektorje, ki se pogosto uporabljajo v proizvodnji orodij.
Instrumentalni mikroskop modela IT se uporablja za merjenje kompleksnih profilov orodij. Sestavljen je iz optične glave, ki se premika gor in dol po stojalu, mize z diapozitivi, ki se premikajo po kroglicah v vzdolžni in prečni smeri, podstavka in svetilnega telesa. Stojalo lahko po potrebi zavrtite okoli vodoravne osi. Grobo montažo optične glave po višini izvedemo ročno, fino nastavitev izvedemo z vijakom in jo pritrdimo v vgrajeni položaj z vijakom. Za merjenje prečnega in vzdolžnega gibanja mize se uporabljata dve mikrometrični napravi. Okvir z vidnimi centri na mikroskopski mizi je namenjen pritrditvi delov.
Načelo delovanja instrumentalnega mikroskopa je naslednje. Iz vira svetlobe gredo žarki skozi posebno napravo, imenovano diafragma, ki uravnava količino prepuščene svetlobe. Ko se odsevajo v ogledalu, gredo skozi prozorno ploščo mimo spremenljivega predmeta, ki se nahaja na mizi, in sledijo naprej v lečo, s čimer povečajo velikost zadevne konture. Nato se žarki, ki se štirikrat lomijo v treh prizmah, pojavijo pravokotno na zaslon iz mat stekla, na katerem so nanesene temne črte, in postanejo vidni v okularju. V okularju lahko vidite osvetljen obris predmeta, ki ga merite, povečan 30-krat.
riž. 1. Instrumentalni mikroskop.
Na linijskem zaslonu so označeni različni profili, črte in lestvice, linearne in kotne, za primerjavo s profilom merjenega objekta. Z vrtenjem zaslona okoli njegove vrtilne osi lahko kombinirate črte tega zaslona s posameznimi deli profila predmeta in merite kote vrtenja zaslona in s tem dimenzije in kote merjenega predmeta.
Postopek merjenja na opisani napravi je sestavljen iz naslednjih operacij:
a) postavitev predmeta, dokler izmerjeni del profila ne sovpada z določeno črto ali profilom zaslona;
b) premikanje predmeta ali zaslona, dokler drugi del profila ne sovpada z isto črto ali profilom na zaslonu;
c) branje na zaslonu ali z mikrometrično napravo premikanja predmeta iz ene vrstice zaslona v drugo.
Pri merjenju kotov poteka celoten postopek z uporabo optične glave mikroskopa, pri merjenju dolžine pa je vloga optične glave omejena le na spremljanje natančnosti namestitve dela in prenosa dimenzij; štetje se izvaja z mikrometričnimi napravami.
riž. 2. Optični diagram mikroskopa.
Mikroskop ima izmenljive leče z deset, petnajst in tridesetkratnimi povečavami. Njegovi linijski zasloni so tudi zamenljivi.
Mikroskop ima tudi poseben zaslon za merjenje niti, ter zaslon goniometra.
riž. 3. Zaslon goniometra: a - splošni pogled: b - vidno polje stranskega mikroskopa A in okularja.
V srednjem delu zaslona goniometra sta dve medsebojno pravokotni oznaki, s katerima lahko kombiniramo konturo merjenega objekta. Po celotnem obodu zaslona je kotna lestvica od 0 do 360° z razdelki na vsako stopinjo. Skalo gledamo skozi stranski mikroskop A, v katerem so poleg stopenjske skale vidne delitve v intervalih dveh minut. Stranska mikroskopska lestvica z odčitkom 121 ° 38' je prikazana na sl. 3, b.
Natančnost preverjanja kotnih vrednosti na instrumentalnem mikroskopu je + 1-2', pri linearnih meritvah pa + 0,005 mm. Da bi zagotovili potrebno natančnost, morate doseči največjo ostrino slike. To dosežemo z ustrezno nastavitvijo zaslonke in pravilno namestitvijo optične glave po višini.
Univerzalni merilni mikroskop (tip UIM-21) je kombinacija instrumentalnega mikroskopa in optičnega merilnega stroja. Omogoča preverjanje delov pomembnih premerov in dolžin (dimenzije 200 X 100) in natančnejše določanje linearnih dimenzij z uporabo optičnih naprav. Linearna natančnost odčitka na njegovih lestvicah je 0,001 mm, kotna natančnost je G.
Univerzalni mikroskop je sestavljen iz okvirja z navpičnim drogom za pritrditev glave, opremljenega s črtnimi in goniometričnimi zasloni, mize, ki se premika v prečni smeri, vozička s sredinskimi glavami, ki se premikajo v vzdolžni smeri, optičnih naprav, ki beležijo količino gibanja mikroskopa. voziček in mizo ter končno svetlobne naprave.
riž. 4. Odštevanje
riž. 5. Štetje linearnih premikov v univerzalnem mikroskopu.
Visoko natančnost linearnih gibov mize in nosilca zagotavljata dva mikroskopa, nameščena na okvirju naprave. V okularju katerega koli od njih oko vidi sliko, prikazano v krogu na sl. 4. Ta slika je rezultat hkratnega gledanja skozi okular premične in fiksne plošče, nameščene v mikroskopu, ter lestvice, ki se nahaja na nosilcu ali mizi mikroskopa. Plošče in tehtnica so steklene in od spodaj osvetljene z električno žarnico.
Ko se miza premika, se skala s razdelki premika skupaj z mizo in vozičkom in omogoča štetje količine premika v milimetrih. Premik v desetinkah milimetra se šteje glede na delitve nepremične steklene plošče, nameščene v mikroskopu. Stotinke in tisočinke štejemo s pomočjo merila premične plošče. V ta namen se z vrtenjem premične plošče namesti eden od parov spiralnih črt tako, da se milimetrska prečnica, vidna na 8* sl. Izkazalo se je, da je 56 na sredini med tveganji tega para spiralnih črt. Vsota odčitkov lestvice, tj. število milimetrov, vidnih na ozadju spiralnih črt, število desetink na prečnem indikatorju mirujoče plošče ter stotink in tisočink, ki padajo nasproti tega prečnega indikatorja, bo dala natančno položaj mize ali nosilca glede na os mikroskopa.
ribolovne in linearne dimenzije ter so urejeni na enak način kot goniometrični zaslon instrumentalnega mikroskopa. Drugi okular in zaslon se uporabljata za določanje pravilnih profilnih kotov, višin, zaokroženosti in zaokroženosti niti. to
Zaslon je steklena plošča z navojnimi profili različnih sistemov in višin. S kombiniranjem zaslonskih profilov s senčno sliko niti, pregledane pod mikroskopom, se oceni pravilnost njegove izvedbe.
Projektorji so optični merilni instrumenti, ki na platnu zagotavljajo povečano sliko profila preučevanega predmeta. Te naprave so zelo produktivne in jih odlikuje natančnost odčitavanja do 5 mikronov, povečanje izmerjenega profila v napravah pa je 10, 20 in 50, odvisno od moči zamenljive leče.
Velik projektor modela BP, katerega delovni diagram je prikazan na sliki, je sestavljen iz projekcijske naprave, zrcalne leče in zaslona. Vir svetlobe, nameščen v napravi za oblikovanje, pošilja žarke svetlobe, ki zadenejo rob dela in so delno blokirani. Žarki, ki prehajajo skozi konturo dela, vstopijo v lečo in gredo naprej do odsevne naprave (ogledala), nato pa padejo na zaslon, kjer tvorijo povečano senčno sliko konture predmeta, ki se preskuša, vidno proti svetlo ozadje. Senčno sliko lahko primerjamo s sliko, narisano na prozornem papirju ali zaslonom konture, ki jo je treba narediti na delu. Rezultate meritev lahko dobite ne samo v obliki sence, ampak tudi v obliki številk. V ta namen je zaslon opremljen z dvema medsebojno pravokotnima oznakama, miza pa z mikrometričnimi, rotacijskimi napravami in pripadajočimi nonijuji.
riž. 6. Shema delovanja projektorja.
Pri delu na projektorju je treba upoštevati, da prevelika povečava, čeprav daje večjo natančnost, vseeno oslabi ostrino slike. Zato tukaj izberemo povečavo, ki nam bo omogočila jasno opazovanje profila merjenega objekta.
Poznamo tri skupine optičnih merilnih instrumentov.
1. Naprave z optično metodo opazovanja in mehansko (ali drugo, vendar ne optično) metodo merjenja gibanja;
2. naprave z optično metodo viziranja in štetja gibanja;
3. Naprave, ki imajo mehanski stik z merjenim predmetom, z optično metodo za določanje gibanja kontaktnih točk.
Od naprav prve skupine so projektorji postali razširjeni za merjenje in spremljanje delov s kompleksnimi obrisi in majhnimi velikostmi (na primer šablone, deli mehanizma ure itd.). V strojništvu se uporabljajo projektorji s povečavami 10, 20, 50, 100 in 200, z velikostjo zaslona od 350 do 800 mm v premeru ali enostransko. T.n. Projekcijski nastavki so nameščeni na mikroskope, stroje za obdelavo kovin in različne instrumente. Za merjenje parametrov niti najpogosteje uporabljamo instrumentalne mikroskope (slika 1). Veliki modeli instrumentalnih mikroskopov so običajno opremljeni s projekcijskim zaslonom ali binokularno glavo za enostavno gledanje.
Za merjenje parametrov niti se največkrat uporabljajo instrumentalni mikroskopi. Veliki modeli instrumentalnih mikroskopov so običajno opremljeni s projekcijskim zaslonom ali binokularno glavo za enostavno gledanje.
Instrumentalni mikroskop: 1 - glava s pikčasto vzdolžno mrežo; 2 - stojalo; 3 - mikropar; 4 - miza za namestitev dela.
Najpogostejša naprava druge skupine je univerzalni merilni mikroskop UIM, pri katerem se merjeni del premika na vzdolžnem vozičku, glava mikroskopa pa se premika na prečnem vozičku. Opazovanje meja površin, ki se pregledujejo, se izvaja z mikroskopom glave, nadzorovana velikost (količina gibanja dela) se določi na lestvici, običajno z uporabo bralnih mikroskopov. Nekateri modeli UIM uporabljajo napravo za branje projekcij. V isto skupino naprav spada tudi primerjalnik motenj.
Naprave tretje skupine se uporabljajo za primerjavo izmerjenih linearnih veličin z merami ali tehtnicami. Običajno so združeni pod splošnim imenom. primerjalniki. Ta skupina instrumentov vključuje optimeter, optikator, merilni stroj, kontaktni interferometer, optični dolžinomer itd. Kontaktni interferometer (ki ga je leta 1947 razvil I. T. Uversky v tovarni Kalibr v Moskvi) uporablja Michelsonov interferometer (glej Interferometer), katerega premično zrcalo je togo povezano z merilno palico. Gibanje palice med merjenjem povzroči sorazmerno gibanje interferenčnih robov, ki se prešteje na skali. Te naprave (horizontalne in vertikalne vrste) se najpogosteje uporabljajo za relativne meritve dolžin merilnih blokov med njihovim certificiranjem. Pri optičnem merilniku dolžine (Abbejev merilnik dolžine) se merilna skala premika skupaj z merilno palico (slika 2). Pri merjenju z uporabo absolutne metode se skozi okular ali na projekcijski napravi z nonijusom določi velikost, ki je enaka gibanju lestvice.
Optični merilnik dolžine: 1 - projekcijska naprava; 2 - merilna palica; 3 - del za merjenje.
Zaslonka(lat. zaslonka- luknja) v optiki - značilnost optične naprave, ki opisuje njeno sposobnost zbiranja svetlobe in odpornosti na uklonsko zameglitev podrobnosti slike. Odvisno od vrste optičnega sistema je lahko ta karakteristika linearna ali kotna dimenzija. Praviloma med deli optične naprave posebej izstopa tako imenovana zaslončna diafragma, ki najmočneje omejuje premere svetlobnih žarkov, ki prehajajo skozi optični instrument. Pogosto je vloga takšna diafragma zaslonke opravlja okvir ali robovi enega od optičnih elementov (leče, zrcala, prizme).
Optično-mehanski merilni instrumenti. Te naprave se pogosto uporabljajo v merilnih laboratorijih in delavnicah za merjenje dimenzij meril, ravninsko-paralelnih merilnih blokov, preciznih izdelkov, kot tudi za nastavitev in preverjanje aktivne in pasivne krmilne opreme. Te naprave temeljijo na kombinaciji optičnih vezij in mehanskih prenosov. Med optično-mehanske merilne instrumente štejemo: vzmetno-optične merilne glave (optikatorje), optimometre, ultraoptimometre, dolžine, merilne stroje, interferometre in številne druge naprave.
riž. 2.25. Optimeter: a - navpično; b - vodoravno
riž. 2.26. :
7 - okular; 2 - ogledalo; 3 - trikotna prizma; 4 - steklena plošča; 5 - prizma popolne refleksije; 6 - merilna palica; 7 - vrtljivo ogledalo; c - leča
Sestavljen je iz merilne glave, imenovane optimetrska cev, in navpičnega ali vodoravnega stojala. Glede na vrsto stojala so optimetri razdeljeni na navpične (na primer OVO-1 ali IKV) (slika 2.25, a) in vodoravne (na primer OGO-1 ali IKG) (slika 2.25, b) . Proizvajajo tudi optimetre horizontalne in vertikalne projekcije (OGE-1 ali OVE-02). Pri slednjem se meritveni rezultat meri na skali, ki je projicirana na platno. Vertikalni optimetri so namenjeni za merjenje zunanjih mer delov, horizontalni pa za merjenje zunanjih in notranjih mer.
Optična zasnova optimometrov uporablja principe avtokolimacije in optičnega vzvoda. Načelo delovanja cevi optimometra je prikazano na sl. 2.26. Žarki iz svetlobnega vira so usmerjeni z zrcalom 2 v režo cevi in, lomljeni s trikotno prizmo 3, prehajajo skozi lestvico z 200 delitvami, označenimi na ravnini steklene plošče 4. Ko prečka lestvico, žarek udari v prizmo popolnega odboja 5 in se odbije od nje pod pravim kotom , je usmerjen na lečo 8 in vrtljivo ogledalo 7. Nihajno ogledalo pritisne vzmet proti merilni palici 6. Ko premikate palico 6, počiva na del, ki se meri, se zrcalo 7 zasuka za kot a okoli osi, ki poteka skozi središče nosilne kroglice, kar povzroči, da odboji, ki se odbijejo od zrcala, odklonijo 7 žarkov za kot 2a. Odbiti snop žarkov leča pretvori v konvergentni snop, ki daje sliko merila. V tem primeru se lestvica premakne v navpični smeri glede na fiksni kazalec za določeno količino, sorazmerno z velikostjo, ki se meri. Sliko skale opazujemo v okularju 1, običajno z enim očesom, kar utruja krmilnika. Za odčitavanje je na okularju 1 nameščen poseben projekcijski nastavek, na zaslonu katerega lahko opazujete sliko lestvice z obema očesoma. Za glavne meroslovne značilnosti optimometrov glej tabelo. 2.9.
(Sl. 2.27, a) je sestavljen iz merilne glave in navpičnega ali vodoravnega stojala. Shema delovanja merilnika dolžine je prikazana na sl. 2.27, b. Zasnova merilnika dolžine ustreza principu E. Abbe, tj. glavna skala je nadaljevanje izmerjenega dela 3. Merilna konica 4 je pritrjena v pino 5, ki pride v stik z merjenim delom 3. Gravitacija sila pinola 5 je uravnotežena s protiutežjo 1, ki se premika znotraj oljnega dušilnika 2 Pinolo 5 je povezano s protiutežjo z jeklenim trakom 9, vrženim čez bloke, in merilna sila merilnika dolžine je določena z razliko v masi peresa 5 in protiuteži 1. Ta sila se uravnava z utežnimi podložkami 8. Odčitki na stekleni lestvici 6, osvetljeni s svetlobnim virom S, se izvajajo z bralnim mikroskopom 7 s spiralnim nonijusom.
Trenutno postajajo vse bolj razširjeni merilniki dolžine z digitalnim odčitavanjem, katerih zaslon neposredno prikazuje izmerjeno velikost.
Glavne meroslovne značilnosti merilnikov optične dolžine glej tabelo. 2.9.
Ime in vrsta naprave | Vrednost delitve lestvice, mikroni | Meje merjenja na lestvici, µm | Meje dovoljene napake na katerem koli delu lestvice znotraj 100 razdelkov, mikronov | Največja merilna sila (nihanje merilne sile), N | Sprememba odčitkov, µm |
Optika GOST 28798-90: | |||||
Ultra-optimetri IKP-2 | |||||
Optični dolžinski metri: | |||||
Interferometer mod. 264 (navpično) | 1,5 ± 0,10 (0,02) | ||||
1,5 ± 0,10 (0,02) | |||||
1,5 ± 0,10 (0,02) |
riž. 2.27. Optični dolžinomer [a) in diagram njegovega delovanja (b):
1 - protiutež; 2 - oljni dušilec; 3 - del, ki ga je treba izmeriti; 4 - merilna konica; 5 - pero; 6 - steklena lestvica; 7 - bralni mikroskop; 8 - obremenitvene podložke; 9 - jekleni trak; S - vir svetlobe
Merilni stroji (eno-, dvo- in trikoordinatni) so zasnovani za testiranje kompleksnih delov telesa, delov velike dolžine, merjenje razdalj med osmi lukenj, ki ležijo v isti ali različnih ravninah, spremljanje parametrov šablon ravnih profilov v pravokotnih in polarnih oblikah. koordinate. Dvo- in trikoordinatni merilni stroji omogočajo pridobitev digitalnega odčitavanja z avtomatskim izpisom merilnih rezultatov v računalnik z naknadno uporabo dobljenih programov v CNC strojih za obdelavo podobnih delov (obdelava po modelu). Merilni stroji so podrobneje obravnavani v poglavju. 3.
Interferometri spadajo med zelo natančne optično-mehanske naprave. Uporabljajo se predvsem za preverjanje merilnih blokov za dolžino, dimenzije in obliko posebej natančnih izdelkov in temeljijo na uporabi pojava interference svetlobnih valov. Interferometre za linearne meritve delimo na kontaktne (IKPV - vertikalni, IKPG - horizontalni) in brezkontaktne. Kontaktni interferometri imajo enake interferenčne cevi z možnostjo nastavitve vrednosti delitve od 0,05 do 0,2 mikrona.
V interferometrski cevi (slika 2.28) je svetloba iz svetilke 1 usmerjena s kondenzatorjem 2 skozi diafragmo 3 na ločilno prosojno ploščo 6.
riž. 2.28. :
1 - svetilka; 2 - kondenzator; 3 - diafragma; 4 - zavesa; 5 - vrtljivo ogledalo; 6 - prosojna plošča; 7 - leča; 8 - mreža; 9 - mehanizem za premikanje okularja; 10 - okular; 11 - kompenzator; 12 - ogledalo; 13 - merilna palica; 14 - merilni objekt
Del žarkov, ki gredo skozi prosojno ploščo 6 in kompenzator 11, se odbije od zrcala 12, nameščenega na zgornjem koncu merilne palice 13, in se skozi kompenzator 11 ponovno vrne na prosojno ploščo 6. Drugi del svetlobnega žarka, ki se odbije od delovne površine ločilne prosojne plošče 6, pade na vrtljivo ogledalo 5 in se po odboju prav tako vrne na prosojno ploščo 6. Sl. 2.29. Vertikalni kontaktni interferometer:
riž. 2.29. :
1 - nosilec; 2 - raglja; 3 - stojalo; 4 - osnova; 5 - vijak; 6 - mikropodajalni vijak; 7 - miza; 8 - toplotni ščit; 9 - cevna objemka; 10 - interferometrska cev
Tako na delovni površini prosojne plošče 6 oba dela svetlobnega žarka interferirata z majhno razliko poti. Leča 7 projicira interferenčni vzorec robov enake debeline v ravnino namerilnega križa 8. Interferenčne robove in merilo, ki je nanešeno na namerilni križ, opazujemo skozi okular 10.
Interferenčne obrobe enake debeline nastanejo zaradi vrtenja zrcala 5 pod majhnim kotom glede na površino zrcala 12. Pri osvetlitvi z belo svetlobo je na ozadju lestvice in na obeh straneh viden en črn (akromatični) trak. ob straneh je več barvnih črt padajoče intenzivnosti. Črna črta služi kot kazalec pri odčitavanju na lestvici s 50 razdelki na obeh straneh ničle, ki se premika sorazmerno s premikanjem merilne palice 13.
Navpični kontaktni interferometer (slika 2.29) ima togo lito podlago 4 in stojalo 3. Nosilec 1, ki nosi interferometrsko cev 10, se lahko premika vzdolž vodila stojala z ragljo 2. Toplotno zaščitni zaslon 8 je pritrjen na cevno objemko 9. Mizo 7 je mogoče premakniti v navpični smeri mikropodajalni vijak 6 in zakleniti v nameščenem položaju z vijakom 5.
Glavne meroslovne značilnosti interferometrov glej tabelo. 2.9.
Pred kratkim je domača industrija začela proizvajati brezkontaktne laserske interferometre z digitalnim odčitavanjem. Omogočajo vam merjenje velikih delov (do 60 m ali več) z uporabo absolutne metode z visoko produktivnostjo in natančnostjo. Cena delitve takih naprav se giblje od 0,1 do 0,01 mikronov; merilna napaka je 0,5 µm na 1 m Shematski diagram ene od zasnov brezkontaktnega laserskega interferometra je prikazan na sl. 2.30.
riž. 2.30. :
1 - vir laserskega žarka; 2 - fiksno ogledalo; 3 - plošča; 4 - reflektor v obliki črke V; 5 - osnova reflektorja; 6 - merilna miza; 7 - osnova merilne mize; 8 - fiksno ogledalo; 9- sprejemnik; 10 - osnova; 11 - kazalna naprava; 12 - telo
Vrsta mikroskopa | Zgornje meje merjenja, mm | Merilno območje ravnih kotov, | Linearna povečava vzorčnih mikroskopskih objektivov | Cena delitve lestvice bobnov z mikrometrskimi glavami, mm | Vrednost delitve lestvice naklona črte središč | Največji premer preskušanega izdelka, mm | Vrednost delitve skale glave goniometra | Meja glavne dopustne napake mikroskopa v merilnem območju, µm |
|
v vzdolžni smeri | v prečni smeri |
||||||||
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; trideset; 50x | |||||||||
10; 15; trideset; 50x | |||||||||
Svetlobni žarek, ki prihaja iz vira laserskega žarka 1, je razdeljen na dva toka s prosojno ploščo 3. Ena je usmerjena na stacionarno ogledalo 2 in se, ko se odbije od njega, vrne na ploščo 3. Druga, ki gre skozi ploščo 3, zadene stacionarno ogledalo 8. Ko se odbije od stacionarnega ogledala 8 in reflektorja v obliki črke V 4, žarek se vrne na ploščo 3, kjer interferira s prvim žarkom.
Z laserskimi interferometri se preverjajo dvo- ali trikoordinatni merilni stroji, mikroskopi, precizni stroji in drugi precizni mehanizmi.
Optični merilni instrumenti.
Te naprave so našle uporabo v merilnih laboratorijih za absolutne in relativne meritve z brezkontaktno metodo različnih izdelkov kompleksnega profila (navoji, šablone, kambi, oblikovana rezalna orodja) in majhnih dimenzij, za natančne meritve dolžin, kotov, polmerov. . Te naprave so zgrajene na optičnih vezjih. Med najpogostejše optične merilne instrumente sodijo: mikroskopi (instrumentalni, univerzalni, projekcijski), projektorji, optični merilniki dolžine in naklona, delilne glave, mize itd.
Instrumentalni in univerzalni mikroskopi so namenjeni absolutnim meritvam kotov in dolžin različnih delov v pravokotnih in polarnih koordinatah. V skladu z GOST 8074-82 se proizvajajo mikroskopi z mikrometričnimi merilniki dveh vrst: tip A - brez nagiba glave in tip B - z nagibom glave. Za mikroskope je IM 100x50, A; IM 150x50, B omogoča odčitavanje na lestvicah mikrometrskih glav 25 mm in uporabo merilnih dolžin, medtem ko mikroskopi IMTs 100x50, A; IMC 150x50, A; IM 150x50, B; IMTsL 160x80, B so opremljeni z digitalnim prikazovalnikom.
Univerzalni merilni mikroskopi se od instrumentalnih mikroskopov razlikujejo po večjem merilnem območju in povečani natančnosti. Namesto mikrometričnih merilnikov uporabljajo milimetrske skale z bralnimi spiralnimi mikroskopi.
Glavne meroslovne značilnosti teh mikroskopov so predstavljene v tabeli. 2.10.
riž. 2.31. Model instrumentalnega mikroskopa MMI [a], njegova bralna naprava (b), optična zasnova mikroskopa [c):
1 - opazovalni mikroskop; 2 - stojalo; 3 - vijak; 4 - svetilka za osvetlitev ozadja; 5 in 12 - vztrajniki; 6 in 8 - mikrometrični vijaki; 7 - osnova; 9 - merilna miza; 10 - kroglična vodila; 11- leča; 13 - nosilec; 14 - obroč; 15 - cev; I - milimetrska lestvica; II - krožna lestvica
Kljub konstrukcijskim razlikam med instrumentalnimi in univerzalnimi mikroskopi je osnovna merilna shema v vseh mikroskopih skupna - opazovanje različnih točk nadzorovanega dela, ki se za ta namen premaknejo v medsebojno pravokotnih smereh, in merjenje teh gibov z bralnimi napravami. Za boljši pregled so mikroskopi opremljeni z zamenljivimi lečami različnih stopenj povečave.
Kot primer upoštevajte zasnovo (slika 2.31, a) in princip merjenja instrumentalnega mikroskopa modela MMI. Na masivni litoželezni podlagi 7 se merilna miza 9 premika v dveh medsebojno pravokotnih smereh po krogličnih vodilih 10 s pomočjo mikrometričnih vijakov 6 in 8. Za merjenje premikov je na tulcu pritrjena na metrično matico milimetrska lestvica I (sl. 2.31, b), na bobnu, priključenem na mikrometrski vijak, pa je krožna lestvica II z 200 delitvami (na sliki 2.31, b je odčitek mikrometra 29,025). Leča 11 s cevjo 15 je nameščena na nosilcu 13, ki se premika navpično vzdolž stojala 2. Stojalo 2 je mogoče z ročnim kolesom 5 nagniti v obe smeri za mikroskope tipa B, da se mikroskop namesti pod kotom višine niti, ki se meri. Obstaja svetilka za osvetlitev ozadja 4. Vztrajnik 12, ki premika nosilec 13, služi za ostrenje mikroskopa, vzpostavljeni položaj pa je pritrjen z vijakom 3. Za natančno ostrenje mikroskopa se vrti žlebasti obroč 14, medtem ko se cev 15 vrti. premika po cilindričnih vodilih nosilca. Zamenljiva goniometrična glava okularja z opazovalnim mikroskopom 1 in bralno napravo je pritrjena na vrh cevi.
Optični diagram mikroskopa je prikazan na sl. 2.31, c. Izmerjeni del AB gledamo skozi lečo objektiva mikroskopa. Slika dela AB je prava, inverzna in povečana.
Oko opazovalca skozi okular OK vidi navidezno inverzno in še enkrat povečano sliko dela A2B2 ob okularju.
Projektorji zasnovan za spremljanje ali merjenje delov kompleksnih kontur. Projektor je sestavljen iz leče, ki daje povečano sliko izdelka, ki ga pregledujemo, in zaslona, na katerem ga gledamo ali primerjamo z mrežami ali mejnimi obrisi. Projektorji so opremljeni z zasloni, ki delujejo v prepuščeni in odbiti svetlobi. Glavne meroslovne značilnosti teh naprav so predstavljene v tabeli. 2.11.
Optične delilne glave (Sl. 2.32, a, b) se uporabljajo za merjenje kotov, pa tudi za označevanje in označevanje delov na delih med obdelavo. Naprava je sestavljena iz ohišja 8, znotraj katerega je vreteno 9 nameščeno v ležajih, bralni mikroskop 11 z vernierji, sprednji center 6 za namestitev dela, zadnji del 12 in okvir 13. Vrtenje vretena je predhodno izmerjeno. na lestvici 14, a. natančno - na stekleni lestvici z bralnim mikroskopom, ki je togo nameščen na vretenu (slika 2.32, c). Os vretena je mogoče nastaviti v poljuben položaj med vodoravnim in navpičnim. V tem primeru se koti štejejo na lestvici 14. Za glavne meroslovne značilnosti optičnih delilnih glav tipa ODGE glej tabelo. 2.11.
Ime in vrsta naprave | Cena glavne lestvice (vernier) | Cena delitve čitalne naprave | Povečava bralnega mikroskopa | vidnem polju | Meje odčitavanja lestvice | Meje merjenja instrumenta | Omejitev napak naprave (bralna naprava) |
Merilni projektorji (GOST 19795-82): | linearno: | Diskretno digitalno odčitavanje: | V vzdolžni | ||||
0 ... 100 mm, in | |||||||
prečni | |||||||
navpično | |||||||
Optične delilne glave (TU 3.3.199 - 80): | Glavni ud | ||||||
±(1 + sina/2) ± |
|||||||
± (2 + 2 pisina/2) |
|||||||
±(5/5pisin/2) |
|||||||
Optični kotomer | Minutna lestvica 5" | ||||||
Vizualni avtokolimatorji (TU 3.3.1495 - 84): | minuta: | Lestvica sekund: | Omejitev ločljivosti | ||||
Optične okrogle mize so namenjeni za natančne kotne meritve ali zasuke na zahtevane kote delov, ki jih zaradi svoje mase, oblike in velikosti ni mogoče namestiti v središča ali na trne optične delilne glave. Optične okrogle mize se lahko uporabljajo tudi za natančno označevanje delov po krogu ali kot precizna naprava za obdelavo delov v polarnem koordinatnem sistemu.
Za merjenje zunanjih in notranjih kotov, razno optični kotomerji . Odčitek na skali je 10", dovoljena napaka pa ±5".
Najbolj natančni goniometrični instrumenti so tisti, ki temeljijo na uporabi avtokolimacijskih teleskopov. Eden od predstavnikov takih naprav je avtokolimator .
Namenjen je merjenju kotov, merjenju ravnosti in ravnosti vodil ter določanju relativnega kotnega položaja osi in ravnin izdelkov v prostoru. Poleg vizualnih avtokolimatorjev obstajajo avtokolimatorji s fotoelektričnim snemanjem rezultatov, na primer avtokolimator AF-2, zasnovan za merjenje kotnih pomikov z natančnostjo 1",
Avtokolimatorji s fotoelektrično registracijo zagotavljajo večjo natančnost in hitrost meritev v primerjavi z vizualnimi. Za glavne značilnosti nekaterih avtokolimatorjev glejte tabelo. 2.11.
riž. 2.32. Optična delilna glava (a), njen diagram (b) in steklena skala (c):
1 - cev; 2 - svetilka za osvetlitev ozadja; 3, 4 in 74 - lestvice; 5 - povodec; B - sprednji center; 7 - polžasto kolo; 8- telo; 9 - vreteno; 10 - hemisfera; 11 - mikroskop; 12 - zadnji del; 13 - postelja
V zadnjem času se v kontekstu vse večje kompleksnosti kontroliranih izdelkov vse pogosteje uporabljajo dvokoordinatni merilni sistemi. Omogočajo vam izvedbo zahtevnejših meritev njegovih kotnih in linearnih dimenzij v pravokotnem koordinatnem sistemu brez ponovne namestitve izdelka. Ti instrumenti vključujejo merilne mikroskope, merilne projektorje in dvokoordinatne merilne stroje.
Dvokoordinatni merilni stroji (IDM) se je pojavil kot posledica naravnega razvoja merilnih mikroskopov in projektorjev. Mere, ki se v njih uporabljajo, so črtne ali končne dolžinske mere ter natančni merilni vijaki. Za te stroje je značilna uporaba visoko natančnih podstavkov, nosilcev, vodil in pogonov za premikanje delovne mize ali merilne glave. Rezultati meritev v sodobnem IDM so prikazani na računalniku, s čimer dosežemo bistveno povečanje produktivnosti meritev.
Glavne meroslovne značilnosti optično-mehanskih dvokoordinatnih strojev, njihove prednosti, slabosti in področje uporabe so predstavljene v tabeli. 2.12.
Vrsta naprave | Meje merjenja, mm | Napaka pri merjenju | Inercija, s | Prednosti | Napake | Področje uporabe |
Merilni mikroskop | X= 0...70 y = 0...50 | 1 µm; 10 µm; 6" | Enostavno spremenljiv slikovni mikroskop za prepustno in odbito svetlobo | Majhno vidno polje (od 2... do 6 mm) odvisno od povečave | Laboratoriji in proizvodnja, linearne in kotne meritve zunanjih in notranjih mer |
|
Instrumentalni projekcijski mikroskop | x = 0...150 y = 0...75 | Opazujete lahko skozi okular ali na platnu projektorja v odbiti in prepuščeni svetlobi | Dražji od merilnega mikroskopa | Merilni laboratoriji, meritve kalibrov, navojev, zobnikov, šablon, izdelkov kompleksnih oblik |
||
Univerzalni merilni mikroskop | x = 0...200 y = 0...100 | 0,2 µm; 1 µm; trideset" | Visoka natančnost, enostavno krmiljenje navojnih merilnih čepov, enostavna ponovna oprema | Velika teža in skupne dimenzije, namizna naprava | Merilni laboratoriji, linearno-kotne meritve zunanjih in notranjih mer |
Optični instrumenti za merjenje parametrov hrapavosti površine (GOST 9847 - 79) temeljijo na principu hkratne transformacije profila površine in so namenjeni merjenju parametrov Rmax; Rz; S po GOST 2789-73. Standard določa naslednje vrste naprav: PTS - naprave senčnega odseka; PSS - svetlobne naprave; MOM - enoobjektivni moiré mikroskopi; MII - interferenčni mikroskopi, katerih delovanje temelji na dvožarkovni interferenci svetlobe; MPI so interferenčni profilometrični mikroskopi, katerih delovanje temelji na interferenci svetlobe s tvorbo trakov enakega kromatskega reda.
riž. 2.33. :
a - optična metoda svetlobnega odseka; b - z uporabo dvožarkovnega interferometra; c - reflektometrična metoda; 1 - fotodetektor (okular); 2 - leča; 3 - predmet merjenja; 4 - leča; 5 - osvetljevalec
Merilna območja parametrov hrapavosti za navedene vrste naprav so naslednja: PTS - Rz \ S - 0,2 ... 1,6 mm; Rmax-40...320 µm; 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.
Optična metoda svetlobnega odseka (slika 2.33, a) vam omogoča opazovanje močno povečanega profila nepravilnosti skozi okular 1 in njihovo merjenje z uporabo očesnih mikrometrskih lestvic, določite Ra in Rz.
Z uporabo dvožarkovnega interferometra (sl. 2.33, b) se meri razlika v dolžinah poti dveh žarkov svetlobe, ki se odbijata od različnih delov proučevane površine.
Optična naprava, zgrajena po vezju, prikazanem na sl. 2.33, c, izvaja reflektometrično merilno metodo in avtomatizira merilni proces, ki zagotavlja integralno vrednost za višino nepravilnosti.
