оптический способ измерения линейных характеристик гибких листовых объектов и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Оптический способ измерения толщины гибких листовых объектов с помощью измерительного прибора (микроскопа) и приспособления для фиксации образца листового материала путем снятия показаний измерительного прибора для двух контрольных точек, отличающийся тем, что одна из контрольных точек соответствует координате края опоры, являющейся частью приспособления для фиксации объекта, а другая - координате поверхности материала после его перегиба относительно края опоры.

2. Устройство для измерения толщины гибких листовых объектов, включающее измерительный прибор (микроскоп) и приспособление для фиксации образца листового материала, отличающееся тем, что основным элементом этого приспособления является шарнирно установленная на суппорте измерительного прибора перпендикулярно к оси его тубуса поворотная опора, при этом угол поворота опоры, необходимый для выполнения замеров, обеспечивается фиксатором, а ее положение относительно суппорта прибора позволяет менять натяжение измеряемого участка листового материала путем изменения силы трения свободной ветви листового материала о поверхность основания измерительного прибора за счет расположения на этой ветви грузов различной массы.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что для зажима края образца линейного материала в приспособлении для фиксации измеряемого образца используется подпружиненная скоба, контактирующая с материалом, часть которой размещена в продольном пазу поворотной опоры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерению линейных характеристик (например, толщины) гибких листовых объектов (например, материалов, используемых в легкой промышленности).

Известны контактные способы измерения толщины различных гибких листовых объектов. Суть таких способов в том, что измерение геометрической характеристики (толщины объекта, а также других линейных размеров) сводится к измерению величины перемещения контактирующего с объектом датчика. Однако недостаток этих способов в том, что в месте контакта датчика с объектом возникает деформация последнего, что приводит к неточности измерения [1].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является оптический способ измерения линейных характеристик (например, глубины сквозных отверстий) с использованием измерительного микроскопа, заключающийся в определении по показаниям измерительного прибора координат двух контрольных точек, характеризующих проекцию замеряемой величины, затем саму величину определяют расчетным путем [2].

Недостатком прототипа является то, что данный способ измерения используют только для жестких объектов.

Целью изобретения является расширение сферы использования описанного выше способа на гибкие (легко деформируемые) материалы, повышение точности измерения таких объектов.

Указанная цель достигается тем, что линейные размеры (например, толщину) гибких листовых объектов измеряют оптическим способом с помощью измерительного прибора (например, микроскопа) и приспособления для фиксации объекта (образца материала), а определяемую линейную характеристику объекта замеряют как разницу координат края опоры, являющейся элементом этого приспособления, и поверхности материала после его перегиба относительно края опоры.

В устройстве для реализации предлагаемого способа основным элементом приспособления для фиксации измеряемого объекта является поворотная опора, шарнирно установленная на суппорте измерительного прибора перпендикулярно его тубусу. Идентичность положения опоры при замере координат ее края и поверхности огибающего опору материала обеспечивается фиксатором, а контакт материала с опорой в зоне измерения может быть достигнут при минимальной деформации объекта за счет размещения грузов необходимой массы на свободной ветви образца материала. Указанные особенности позволяют повысить точность измерений линейных характеристик гибких листовых объектов по сравнению с традиционными контактными способами измерения.

Использование для зажима края материала в устройстве для фиксации объекта подпружиненной скобы, контактирующая с материалом часть которой размещена в продольном пазу поворотной опоры, дает возможность снизить затраты времени на вспомогательные манипуляции с измеряемым объектом, а также устранить влияние наличия элементов зажимного устройства и их перемещений на точность измерения.

На фиг. 1 и 2 даны схемы, иллюстрирующие основные этапы измерения; на фиг.3 - вид в плане на приспособление для фиксации измеряемого объекта.

Измерения объекта 1 по данному способу проводят с использованием микроскопа и приспособления для фиксации объекта. Основные элементы микроскопа - тубус 2, осветитель 3, суппорт 4 с центрами 5, в которых установлено приспособление для фиксации объекта. Основные элементы этого приспособления - поворотная опора 6, шариковый фиксатор 7, зажимная скоба 8, ее кнопки 9, грузы 10.

Перед выполнением измерений край образца материала помещают в продольный паз опоры 6 под скобу 8 при нажатых кнопках 9. Край объекта зажимается в пазу после отпускания кнопок (фиг.1, 3). Затем путем перемещения суппорта 4 опору 6 переводят в положение, когда контур ее свободного края (граница перекрытия луча света от осветителя) совпадает с риской шкалы окуляра тубуса микроскопа (фиг.1).

На следующем этапе измерений (фиг.2) выполняют поворот опоры 6 на 360^o для перегиба образца материала по поверхности опоры; ее положения до и после поворота относительно центров 5 одинаковы - они определены фиксатором 7 (см. фиг. 3). Для обеспечения контакта участка перегиба объекта с поверхностью опоры перед ее поворотом на свободный край образца материала помещают грузы 10, масса которых подбирается с учетом жесткости материала и условия его минимального натяжения в зоне измерения (см. фиг.2). Это натяжение обеспечивается силой трения нижней поверхности свободной ветви материала об основание измерительного прибора. Теперь суппорт переводят в положение, когда контур поверхности огибающего опору материала совпадет с риской шкалы окуляра тубуса микроскопа. Разность полученных при первом и втором замерах показаний шкалы микрометрического винта, осуществляющего перемещение суппорта, даст величину измеряемой линейной характеристики (например, толщины) объекта.

Использованная литература

1. Измерение электрических и неэлектрических величин. Под общей редакцией Евтихеева Н.Н., М., Энергоиздат, 1990.

2. Оптический способ измерения линейных размеров с помощью измерительного микроскопа. Авторское свидетельство СССР 233938, опублик. в Бюллетене 3, 1969 г.