專利名稱：便攜式表面粗糙度測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種測量機(jī)械零件表面光潔度的儀器。
本實(shí)用新型屬于表面光潔度測量儀器的技術(shù)改進(jìn)。
一般經(jīng)加工后的機(jī)械工件，僅管是達(dá)到了最高級(jí)光潔度，其表面仍存在粗糙不平現(xiàn)象，對(duì)這種粗糙的測量常用比較法實(shí)現(xiàn)，即使用標(biāo)準(zhǔn)樣塊與被測工件用肉眼觀察比較或者是在顯微鏡下觀察比較，而確定其表面光潔粗糙程度，比較法只能定性地給出范圍。另有一種方法是利用光干涉測量工件表面光潔度。定量地描述表面粗糙度最常用的一個(gè)參數(shù)是Ra，它由下式定義Ra=∫OL|R|dlL]]>其中R－是在測量長度內(nèi)，實(shí)際表面與平均表面的偏差值L－測量長度Ra值的取得是使用包括驅(qū)動(dòng)器、傳感器和測量顯示器三部份組成測量儀。驅(qū)動(dòng)器上的夾持器夾持著帶有觸針的傳感器，靠驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部機(jī)械裝置，變電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)為夾持器連用傳感器的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，傳感器上觸針在被測工件表面上往復(fù)滑動(dòng)，由于工件表面粗糙不平，使觸針振動(dòng)，經(jīng)傳感器內(nèi)部換能裝置，變機(jī)械振動(dòng)為電信號(hào)，電信號(hào)通過導(dǎo)線與測量顯示器連接，測量顯示器指出被測工件表面的Ra之值。測量顯示電路有模擬顯示式和數(shù)字顯示式兩種模擬顯示式使用磁電式指針電表，存在精度低和測量數(shù)據(jù)不易進(jìn)一步處理的缺點(diǎn)。數(shù)字顯示不存在模擬顯示的缺點(diǎn)，但是由于驅(qū)動(dòng)器及傳感器存在往復(fù)運(yùn)動(dòng)誤差及在測量長度內(nèi)，其表面粗糙度的不均勻性，帶來多次測量的重復(fù)性難以一致。表面粗糙度ka值測量精度提高可以采用多次測量后自動(dòng)取平均值的方法，但需要較長的時(shí)間才能完成測量。采用提高測量儀器的傳感器和驅(qū)動(dòng)器的制造精度，減少了測量時(shí)間，但成本恰增加了。本實(shí)用新型目的是不需要高精度的傳感器和驅(qū)動(dòng)器，又能將測量時(shí)間減至最小，提高測量精度。
本實(shí)用新型要點(diǎn)是開關(guān)法，將長度的平均變?yōu)闀r(shí)間的平均。
Ra=∫OL|R|dlL]]>變?yōu)镽a=∫OT|R|V·dtV·T]]>＝=∫OT|R|dtT]]>驅(qū)動(dòng)器內(nèi)增設(shè)光電耦合器，光電耦合器與積分器及A／D變換器間連接了控制電路。
附

圖1整機(jī)外型圖附圖2驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖附圖3整機(jī)電路原理框圖本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)是見〔附圖1〕驅(qū)動(dòng)器(1)夾持器(2)夾持傳感器(3)。見〔附圖2〕驅(qū)動(dòng)器(1)連桿(6)端按裝金屬小旗(7)，小旗(7)形狀大小能插入光電耦合器(8)的光源與接收之間。見〔附圖3〕驅(qū)動(dòng)器(1)帶動(dòng)傳感器(3)，傳感器(3)串接放大濾波電路(10)，放大濾波電路(10)串接平均值檢波器(11)，平均值檢波器(11)串接積分器(12)，積分器(12)串接A／D和A／D變換器(13)，與光電耦合器(8)連接。啟動(dòng)開關(guān)(15)并于控制電路(14)。
測量工件時(shí)，將驅(qū)動(dòng)器(1)連同夾持傳感器(3)平放被測工件表面，操作電源開關(guān)(9)，接通電源。操作啟動(dòng)開關(guān)(15)，由積成電路4013和4011組成的控制電路(14)使由電容、電阻和運(yùn)放7611構(gòu)成的積分器(12)及積成電路7116的A／D變換器(13)復(fù)位，處于初始等待狀。驅(qū)動(dòng)器(1)帶動(dòng)傳感器(3)，傳感器(3)的觸針(4)在被測工件表面做往復(fù)滑動(dòng)。驅(qū)動(dòng)器(1)的連桿(6)金屬小旗(7)也一起進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，則金屬小旗(7)周期性蔽斷光電耦合器(8)，光電耦合器的特性，每蔽斷一次，光電耦合器(8)產(chǎn)生一個(gè)電脈沖，脈沖周期為T，即傳感器(3)在被測工件上測量長度內(nèi)往復(fù)一周期所需時(shí)間為T。因?yàn)長＝V.dTV－傳感器(3)移動(dòng)速度，所以測量Ra的值，可將數(shù)學(xué)式Ra=∫OL|R|dlL]]>變?yōu)镽a=∫OT|R|V·dtV·T]]>＝=∫OT|R|dtT]]>將長度的平均變成了時(shí)間的平均測量，光電耦合器(8)產(chǎn)生周期性脈沖實(shí)現(xiàn)了時(shí)間T。驅(qū)動(dòng)器(1)帶動(dòng)傳感器(3)的觸針(4)在被測工件表面往復(fù)滑動(dòng)產(chǎn)生信號(hào)，經(jīng)傳感器(3)、(5)的換能裝置成為電信號(hào)送入由積成電路7611并加有電阻及電容網(wǎng)絡(luò)的放大濾波電路(10)，放大濾波后，經(jīng)由電阻、硅二極管及運(yùn)放7611構(gòu)成的平均值檢波器(11)變換成脈動(dòng)電流、送入積分器(12)，當(dāng)按下啟動(dòng)開關(guān)(15)后，積分器(12)，A／D變換器(13)復(fù)位，顯示板(5)清零，光電耦合器(8)發(fā)出第一個(gè)脈沖，積分器(12)由初始狀開始工作，光電耦合器(8)發(fā)出第二個(gè)脈沖，積分器(12)停止工作，由控制電路(14)將A／D變換器(13)鎖定，并將其變換數(shù)字信號(hào)送入顯示板(5)，顯示板(5)顯示被測工件Ra值，由此完成一次測量結(jié)果。當(dāng)要重復(fù)測量的，再操作啟動(dòng)開關(guān)(15)，儀器運(yùn)動(dòng)，重復(fù)上述工作程序，獲得第二次，第三次測量顯示。光電耦合器采用MOC70V2。
本機(jī)的技術(shù)改進(jìn)為機(jī)械工件測量提供一種方法簡單、測量迅速，測量結(jié)果重復(fù)性好，精度高，攜帶方便的儀器，它可以完成工件表面高度10微米～0.08微米，長度4毫米范圍的Ra值測量。只需使用普通積層電池為電源。
權(quán)利要求一種包括驅(qū)動(dòng)器，傳感器和測量顯示器，用于工件表面粗糙度Ra值的測量儀，其特征在于所說的驅(qū)動(dòng)器增裝光電耦合器，光電耦合器和測量顯示器的組成部份積分器與A/D變換器間裝接控制電路。
專利摘要一種便攜式表面粗糙度測試儀，測量經(jīng)機(jī)加工后的工件表面粗糙度Ra值，使用光電耦后器開關(guān)，利用控制電路來控制積分器，A/D變換器的工作程序。多次測量重復(fù)性好，測量精度準(zhǔn)確，儀器結(jié)構(gòu)小，使用方便，以積層電池為電源，價(jià)格低廉。
文檔編號(hào)G01B7/34GK2044721SQ88215628
公開日1989年9月20日 申請(qǐng)日期1988年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月3日
發(fā)明者馮世明, 李之馴 申請(qǐng)人:李之馴, 馮世明