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介绍两种新型轮廓仪C
程荣俊,黎瑞平,张焕良
(中国地质大学机械与电子信息学院,武汉430074)
摘要:介绍了电容式及电桥式两种新型的轮廓仪,重点介绍了其结构与工作原理,由于其操作方便,价格低廉,具有较
好的精度,因而有较大的推广价值和应用前景。
关键词:表面粗糙度;轮廓仪;电容式;电桥式
中图分类号:TG84
文献标识码:A
文章编号:1002-2333(2010)07-0121-01
1概述
探针、杠杆、弹簧、电阻
轮廓法为表面粗糙度测量的一种主要方法,常见的等组成,如图3所示。
弹簧
杠杆
轮廓仪为电动轮廓仪,虽精度很高,但价格昂贵,具有较
工作原理:轮廓仪在
大的市场局限性。本文介绍两种新型的轮廓仪,制造简驱动器的作用下匀速运
探针
单,成本较低,有较大的应用价值和市场前景。两种轮廓动,探针在工件垂直方向
待测工件表面
仪均是由传感装有一连续变化的微位移,
测微放大电路
置、驱动器、测微经杠杆机构放大后调节图3电桥式轮廊位原理图
驱动箱传感器
放大电路模块、电桥电路中的可变电阻K出△R
信号分离与
待测工你
运算电路
信号分离与运算R(相当手滑动变阻器,》
电路模块和显示工件表面处于绝对光滑
图1轮廓仪原理框图
器组成,区别在一时,电桥平)经过电桥
于主要的传感器装置应用的原理不同,如图1所示。
电路(如图4)后输出的
2电容式轮廓仪
电压U。反映了工件表面
电容式轮廓仪中的的轮廓情况,再经过放大
图4单臂电桥电路
4主要装置是电容式传感电路调理电路等环节对
器,其结构如图2所示。数据进行处理,由显示器显示出表面粗糙度值。
工作原理:轮廓仪在
该轮廓仪采用杠杆机构放大,为减小系统误差,杠杆材
驱动器的作用下匀速运料须具有较大的刚度,并且测量时电阻R1的变化值△R应
动,当探针12在待测工件远小于其阻值R,当四臂的电阻都等于R。时有U.=ARa
1o13上滑动时,探针在垂直
4RO
1方向有一连续变化的微位
由输出电压U。可依此相应设计出放大电路等部分
13?移(弹簧片组10用于平衡的参数。
图2电容式轮廓仪
心杆2,使探针始终与最
4结论
上盖2心杆3,8套筒4壳低点接触)该微位移引起
这两种仪器均采用针描法,针尖易磨损,因此探针材
体5外简6内简圆筒形「电介质插人灵敏圆筒电容料应具有足够的硬度,探针的直径需与其测量精度测量
电介质9.托架10.弹簧片组「器中的长度发生改变,进范围等匹配,一般采用5-50pm,因而用该方法测量精度
1下12探1エ件表面」而引起电容发生变化,当较高,其测量范一般为Q-10um:由手其结构简单,价
电容器的电量Q保持恒定时,电压的相应变化可反映出工格低廉,具有较好的经济性,因此适用于精度要求不高时
件表面的轮廓情况,电容器的外筒5、内筒6分别接测微放表面粗糙度的测量。
大电路对电压放大,并进行信号调理、AD转换,然后输入
[参考文献
MCU处理后在显示器上显示出相应的数值。
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该轮廓仪的特点是采用电容式传感装置,电容器需
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要灵敏度较高的圆柱形电容器,测量过程中由弹簧片组
2007
(编辑明涛
维持适当的测量力,系统性能较稳定。
3电桥式轮廓仪
作者简介:程荣俊(1988-),男,本科在读学生,专业方向为机电一体化。
电桥式轮廓仪的传感装置采用杠杆式结构,装置由收稿日期:2010-04-24
机械工程师2010年第7期』121