Профилометр что это такое


Профилометр - это... Что такое Профилометр?

Контактный профилометр — прибор, предназначенный для измерения неровностей поверхности. Для оценки неровности поверхности часто используют специальный показатель — шероховатость поверхности. Типичный профилометр содержит шкалу, на которой и отсчитываются значения показателя шероховатости поверхности.

В технике профилометры в основном предназначены для измерений в лабораторных и цеховых условиях машиностроительных, приборостроительных и других предприятий, а также в полевых условиях, шероховатости поверхностей изделий, сечение которых в плоскости измерения представляет прямую линию.

Измерение параметров шероховатости поверхности производится по системе средней линии в соответствии с номенклатурой и диапазонами значений, предусмотренными ГОСТ 2789-73.

История возникновения и устройство

Профилометры появились во 2-й половине 30-х годов XX века одновременно со схожими приборами профилографами.

Контактный профилометр имеет датчик, оборудованный алмазной иглой. Алмазная игла перемещается перпендикулярно проверяемой поверхности, а датчик генерирует сигналы. Сигналы, полученные от датчика, проходят через электронный усилитель, обработка нескольких сигналов позволяет получить усреднённый параметр шероховатости поверхности — усреднённый показатель количественно характеризует неровности поверхности в расчёте на определённую длину.

Виды контактных профилометров

  • Профилометр с постоянной трассой интегрирования
  • Профилометр со скользящей трассой интегрирования
  • Профилометр с механотронным преобразователем (завод «Калибр»)

См. также

Ссылки

dic.academic.ru

Приборы для измерения шероховатости. Профилометры, профилографы и их модификации

Главная / Техподдержка / Статьи / Приборы для измерения шероховатости. Профилометры, профилографы и их модификации

Параметры шероховатости поверхности - один из самых важных показателей качества продукции, работающей с большим износом. Шероховатость - это одна из самых важных эксплуатационных характеристик движущихся механизмов, изделий, двигателей внутреннего сгорания. Именно от шероховатости зависит коэффициент трения, коррозионная стойкость, износостойкость, и другие механические характеристики деталей.

Таким образом, на поверхностях рабочих деталей постоянно происходят процессы, которые могут оказывать на них негативное влияние. К таким процессам относят: появление трещин, механический износ, обуславливаемый трением, эрозия, коррозия металла, смятие, появление заусенцев. Такие дефекты могут оказывать даже большее негативное влияние на работу всего механизма, чем деформация тел, в результате перегрева или гидроудара. Кстати, перегрев может возникать и от усиленного трения, в том числе, вызванного повышенной шероховатостью.

Если придать поверхности некоторые микрогеометрические свойства, то можно повысить сопротивляемость детали различным внешним воздействиям, и тем самым, улучшить параметры прочности и надежности.

Значения параметров поверхности детали, которые смогли бы обеспечить хорошие эксплуатационные характеристики, можно повысить путём технологической обработки поверхности - т.е. шлифования. Измерить качество уже обработанной поверхности можно при помощи приборов, измеряющих шероховатость: профилометра и профилографа.

Отметим, что разница в техническом устройстве и принципе действия у данных приборов невелика. Отличаются они, по-сути, только способом предоставления результатов. Профилометр отображает значения измеряемого параметра шероховатости на специальном индикаторе (встроенном дисплее или шкале). Профилограф, в свою очередь, представляет результаты измерений в конце всей процедуры в виде графика - так называемой профилограммы, которая представляет собой кривую линию. Профилограмма, обычно, нуждается в анализе и расшифровке.

Но рассмотрим эти приборы более подробно:

1) Профилометр - прибор, который предназначается для измерения шероховатости контактным методом. Контактный метод означает, что по исследуемой поверхности перемещается специальная алмазная игла, колеблющаяся от неровностей поверхности. Такие колебания иглы передаются на датчик, где преобразуются в малые электрические токи, которые, в свою очередь, усиливаются гальванометром и регистрируются. Показания выводятся на дисплей прибора и дают представление о характере неровностей исследуемой поверхности - их высоте и глубине. Часто, для оценки шероховатости выбираются другие параметры - средневзвешенные, амплитудные, суммарные и деленые на длину поверхности.

Попробуем вкратце описать, как же работает профилометр, из чего состоит, на чем базируется принцип его действия.

Итак, как и в любом измерительном устройстве, у профилометра должен быть объект измерения, измерительный источник сигналов (генератор сигналов), блок обработки сигналов и блок вывода результатов измерений. Объектом, в данном случае, является поверхность, шероховатость которой необходимо измерить. В качестве генератора сигналов, используется тонко заточенная игла, чаще всего - алмазная, но встречаются профилометры с иглами из твердых сплавов. Игла перемещается вдоль поверхности, перпендикулярно её плоскости, при этом, на шероховатой поверхности, неизбежно, возникают колебания иглы. Такие механические колебания являются первичным сигналом, который при помощи преобразователя - индуктивного, ёмкостного или пьезоэлектрического - преобразуется в токовый. После этого, электрический сигнал поступает на электронный усилитель, после чего  интегрируется и визуализируется. Таким образом, на дисплее можно увидеть уже усредненный параметр, характеризующий не только количественные, но и качественные показатели неровности и шероховатости поверхности.

Профилометры принято различать в зависимости от вида трассы интегрирования.

По этому признаку выделяют приборы:

- Профилометр с постоянной трассой интегрирования, трасса ощупывания в которых, равна, по длине, трассе интегрирования. Таким образом, результаты измерений можно увидеть только в конце, при завершении процедуры.

- Профилометр обладающий скользящей трассой интегрирования, в котором трасса ощупывания в несколько раз длиннее трассы интегрирования. Таким образом, отсчет показаний и результатов измерения производится одновременно с перемещением иглы по поверхности.

К тому же, существуют профилометры с механотронными преобразователями, которые измеряют параметры неровностей, указывая среднее арифметическое значение отклонения профиля - Ra.

Большинство приборов оснащены анализатором, который позволяет судить о неровностях поверхности по гармоническим колебаниям сигнала от иглы.

Погрешность профилометра обычно колеблется впределах от ±25%, до ±10%.

В качестве примера профилометра можно привести профилометр модели 130. Данный прибор внесен в Госреестр средств измерений. Работает путем подключения к компьютеру и настройкой специальной программой. Профилометр модели 130 является лабораторным стационарным прибором высокой точности.

Также стоит выделить профилометр «СЕЙТРОНИК-ПШ8-1» из линейки профилометров СЕЙТРОНИК. Эти приборы являются переносными, имеют подключение к компьютеру через порт RS232, и позволяют производить основные измерения параметров шероховатости с достаточной точностью.

2) Профилограф - это прибор, который, идентично профилометру, предназначается для контроля параметров шероховатости поверхности, однако, имеет от него отличия в плане вывода результатов измерений. В профилографе результаты измерений представляются в виде кривой - профилограммы, определяющей волнистость и шероховатость. Обработка результатов производится графоаналитическим методом.

Конструктивно, профилограф состоит из нескольких блоков, а именно: измерительного, преобразовательного и записывающего.

Первый блок - называется измерительным, поскольку именно в нем получается сигнал, который является основой всего измерения. На основании этого сигнала и строится, в последствии, кривая, характеризующая микронеровности. Данный блок состоит, как правило, из иглы, привода иглы и измерительного столика.

Второй блок - электронный преобразовательный, в котором сигнал из первого блока усиливается и преобразуется при помощи специальных электронных преобразователей.

Третий блок - записывающий, на который поступает обработанный сигнал со второго блока. Обработанный сигнал, при помощи записывающего устройства, аналогового или электронного, преобразуется в профилограмму в увеличенном масштабе. При этом, в качестве материала для вычерчивания профилограммы может выступать металлизированная бумага, светочувствительная бумага или специальная пленка.

Таким образом, принцип действия профилографа, мало чем отличается от принципа действия профилометра, единственным отличием, здесь, является отображение результатов не на экране в виде числовых значений, а графически.

Профилограмма записывается устройством в увеличенном масштабе, при этом, по горизонтали увеличение достигает 100 000 раз, а по вертикали от 400 до 200 000 раз. Благодаря увеличению, расшифровку делать становится гораздо удобнее.

Погрешность профилографа не выходит за рамки ±5-10 %.

Помимо перечисленных устройств: профилометров и профилографов, существуют комбинированные приборы, называемые профилографы-профилометры.

3) Профилограф-профилометр - приборы данного типа предназначаются для записи измеренных параметров микронеровностей поверхности на бумажный носитель (например, электротермическую бумагу), и одновременного наблюдения, в режиме реального времени, за результатами проводимых измерений при помощи показывающего устройства - цифрового или аналогового.

Самыми распространёнными профилографами-профилометрами являются приборы «Сейтроник-ПШ8» различных модификаций. Так, например, выпускаются модели СЕЙТРОНИК-ПШ8-4, СЕЙТРОНИК-ПШ8-3 и СЕЙТРОНИК-ПШ8-2 , которые отличаются шагом длины трассы ощупывания, наличием/отсутствием встроенного принтера, параметрами увеличения.

Принцип действия профилографа-профилометра идентичен принципам действия приборов, входящих в его название. Также, как и вышеописанные приборы, он работает путем ощупывания контролируемой поверхности заточенной иглой с малым радиусом закругления и преобразовании колебаний от иглы в электрический сигнал, а также последующего мониторинга и записи результатов.

www.xn--80aggyh2a5bzb.xn--p1ai

Профилометры: виды и применение

Точная и оперативная оценка шероховатости деталей – залог качественной сборки и последующего функционирования техники. С этой целью в производственной практике применяются различного рода профилометры и профилографы (последние, кроме измерений, могут позволять и запись полученного результата).

Принцип действия профилометров

Рассматриваемые приборы могут замерить показатели шероховатости контактным и бесконтактным способом. В первом случае по измеряемой поверхности перемещается измерительный щуп, который заканчивается твёрдым наконечником. Амплитуда вибраций щупа усиливается, и, преобразуясь в электрический сигнал, замеряет показатель шероховатости. К этому варианту может относиться технология оптического или лазерного сканирования поверхности.

Профилометр ПМ-80 МИКРОТЕХ.

Большинство методов исследований ориентируется именно на контактные профилометры. Это объясняется высокой точностью результата, который можно получить уменьшением контактной площади алмазной иглы (иногда применяют и иглы из твёрдого сплава). В то же время, при использовании оптических профилометров бесконтактного типа требуется работать только с образцами, поверхность которых очищена от всех поверхностных загрязнений, искажающих результат замеров.

В зависимости от поставленных контактные профилометры могут замерять трассу  с постоянной или переменной длиной. Способ преобразования сигнала — пьезоэлектрический, индуктивный или механотронный.

Последовательность измерений шероховатости определяют ГОСТ 2789 и ГОСТ 19300. Точность действия профилометров находится в диапазоне ±10…±20 %.

Приборы контактного действия

Принципиальная схема контактного профилометра с индуктивным преобразованием сигнала включает в себя:

  1. Щуп с алмазным наконечником.
  2. Преобразователь.
  3. Механизм перемещения щупа.
  4. Усилитель электрического сигнала.
  5. Аналогово-цифровой преобразователь.
  6. Дисплей, либо стрелочный индикатор.
  7. Датчики обратной связи, управляющие движением щупа.
  8. Реле времени.
  9. Переключатель диапазонов измерения.

Типовым представителем этого класса измерительной техники считается профилометр модели 296, которым можно замерить шероховатость плоских поверхностей. Основные технические характеристики устройства приведены ниже:

  • SJ-210 Surfest.

  • Измерительный диапазон шероховатости, мкм – 0,02…10,0;
  • Количество рабочих диапазонов оценки – 3;
  • Систематическая погрешность, % — 2;
  • Параметр шага, мм – 0,004…2,5;
  • Скорость отслеживания результата, мм/с – 1;
  • Питание – от сети переменного тока.

Измеритель типа 296 и им подобные (например, модели 130) из-за больших  габаритов позволяют определять шероховатость изделий в условиях цеховых лабораторий.

Профилометром портативного типа, который работает по тому же принципу, является российский прибор модели ТR-100, включающий в себя пьезоэлектрический преобразователь. Он позволяет контроль шероховатости, если деталь имеет не только плоские, но и на выпуклые/вогнутые поверхности. Калибровка показаний для готовности прибора к работе производится узлом, встроенным в основную схему. ТR-100 обладает увеличенным диапазоном (0,05…50 мкм), но при тех же значениях производительности отличается несколько меньшей точностью — ±12 %.

Профилометры бесконтактного действия

Измерители, описываемые далее, характеризуются дополнительными возможностями: дистанционным сканированием – оптическим или лазерным — поверхности, а также оперативной передачей данных на компьютер и принтер.

Средство для бесконтактного измерения и записи результата включает в себя:

  1. Плиту с Т-образными пазами, в которых закрепляется металл изделия.
  2. Лазерную сканирующую головку.
  3. Оптический датчик.
  4. Волновод.
  5. Устройство управления с интерфейсом для подключения регистрирующих устройств.

Оптический измерительный датчик обладает характеристиками, которые позволяют измерять и выводить на монитор достаточно большой объём информации: продольный и поперечный профили трассы сканирования, точность, дискретность шага измерений, текущую и суммарную погрешность отсчёта и пр. Принцип записи профилограммы на термопечатающую рулонную бумагу превращает данное устройство в полнофункциональный профилограф. Процесс и производство измерений управляются в диалоговом режиме. Таким образом, можно позволять повторное отслеживание шероховатости на некоторых участках измеряемого образца.

Примером бесконтактного профилометра компактного типа является профилометр Mahr MarSurf PS1. Для такого метода передачи управляющего сигнала в схеме предусмотрен оптический датчик. Возможные колебания расстояния между приёмником и измеряемой поверхностью автоматически компенсируются системой отсечки шага.  Устройство использует как сетевое питание, так и от встроенного аккумуляторного привода. Паспорт профилометра Mahr снабжён подробным описанием методики применения данного прибора. Бесконтактный профилометр Mahr имеет диапазон измерения шероховатости в пределах 5…15 мкм.

Профилометр Mahr Marsurf PS1

Принципы выбора типоразмера техники для измерения шероховатости

Для более точной оценки, причём отдельно по показателям Rz и Ra, используются стационарные устройства контактного способа действия. Шероховатость поверхности из твёрдых материалов (например, из высокоуглеродистых сталей) целесообразно определить профилометрами, оснащёнными алмазным щупом. Результаты удобно фиксировать либо программным способом на компьютере, либо распечаткой на бумажный носитель. По анализу результатов измерений можно вносить необходимые коррективы в технологический процесс изготовления деталей.

Для оперативной оценки качества обработки непосредственно на месте (для крупных деталей) полезнее переносные профилометры. Полученные ими данные являются основой для внесений изменений в настройку станков и систем их ЧПУ.

Следует отметить, что профилометры всех типов периодически должны подвергаться поверке, содержание и периодичность которой устанавливается МИ 1850-88.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

Что такое профилографы и профилометры?

Параметр шероховатости поверхности — важный показатель качества изделий, работающих с большим износом. Также он является важной эксплуатационной характеристикой движущихся механизмов, узлов, двигателей внутреннего сгорания. От шероховатости зависят коэффициент трения, износостойкость, коррозионная стойкость и прочие механические характеристики деталей.

На поверхностях рабочих деталей происходят процессы, оказывающие на них негативное влияние. К ним относят появление трещин, эрозию и коррозию металла, механический износ, обуславливаемый трением, смятие, появление заусенцев. Подобные дефекты оказывают негативное влияние на работу механизма.

Значения параметров поверхности изделий, которые бы обеспечили хорошие эксплуатационные характеристики, повышаются путем шлифования. Измерить качество результата такой технологической обработки можно с помощью приборов, измеряющих шероховатость, — профилографа и профилометра.

Разница в принципе действия и конструктивном устройстве у этих устройств невелика. Отличаются они только способом предоставления результатов:

  • профилометр. Он отображает значения измеряемой шероховатости на встроенном дисплее или специальной шкале. Погрешность устройства колеблется в диапазоне ±10... 25 %;
  • профилограф. Этот прибор выдает результаты измерений после завершения исследования. Они имеют вид графика, называемого профилограммой, представляющего собой кривую линию. Обычно он нуждается в техническом анализе и расшифровке. Погрешность прибора не выходит за границы ±5...10 %.

Что такое профилограф: конструкция и принцип действия

Конструктивно прибор состоит из нескольких блоков: измерительного, преобразовательного, записывающего.

Назначение узлов профилографа:

  • измерительный блок получает сигнал, являющийся основой всего измерения. На его основании впоследствии строится кривая, которая характеризует микронеровности. Эта часть конструкции состоит из алмазной иглы, привода иглы, измерительного столика;
  • электронный преобразовательный блок, в котором сигнал, поступающий из первого блока, усиливается и преобразуется с помощью специальных электронных преобразователей. Эта часть прибора наиболее значимая и сложная;
  • записывающий блок. Сюда поступает обработанный сигнал. Он с помощью записывающего устройства (электронного или аналогового) преобразуется в профилограмму в значительно увеличенном масштабе. В качестве материала для черчения графика может выступать светочувствительная, металлизированная бумага или специальная пленка.

Профилограмма записывается профилографом в увеличенном масштабе. Ее кратность по горизонтали достигает 100 000, по вертикали — в диапазоне от 400 до 200 000. Благодаря масштабированию сделать расшифровку становится гораздо проще.

Стоит отметить, что принцип действия профилометра мало чем отличается от работы профилографа. Единственным нюансом здесь выступает отображение результатов не в графическом виде, а на дисплее в виде числовых значений.

Модификации профилографа

Помимо двух этих приборов для измерения характеристик шероховатости деталей и узлов механизмов, отдельно существует некий их гибрид. Комбинированное устройство под названием профилограф-профилометр. Оно одновременно выдает результаты как в графическом виде, так и в виде числовых значений (в режиме реального времени). Такой прибор является универсальным.

pkgto.ru

Профилограф, Профилометр

Профилограф - (от профиль и... граф)в металлообработке, прибор для измерения неровностей поверхности и представления результатов в виде кривой линии (профилограммы), характеризующей волнистость и шероховатость поверхности. Обработку профилограммы осуществляют графоаналитическим способом. Принцип работы профилографа заключается в последовательном ощупывании поверхности иглой, перпендикулярной к контролируемой поверхности, преобразовании колебаний иглы оптическим или электрическим способом в сигналы, которые плёнку или бумагу. Первые профилографы появились во 2-й половине 30-х гг. 20 в. и представляли собой оптико-механические устройства с записью сигнала на кино- или фотоплёнку. В современных профилографах колебания иглы обычно преобразуются в колебания электрические напряжения с помощью индуктивных, ёмкостных, пьезоэлектрических и др. преобразователей. Профилографы состоят из трёх блоков: станина с измерительным столиком и приводом,электронный блок и записывающее

устройство. Алмазная игла с радиусом закругления 2—12 мкм располагается в датчике профилографа. Статическое давление иглы на измеряемую поверхность 1—20 мн (1 мн = 0,1 гс), а в динамических условиях — в пределах 0,06—1,2 мн на 1 мкм осевого перемещения иглы. Запись профиля в приборах с электрическим преобразованием сигнала чаще всего выполняется на металлизированной бумаге. Для удобства расшифровки профилограмма вычерчивается в увеличенном масштабе. Увеличение записи измеряемых высот неровностей в вертикальном направлении возможно в диапазоне от 400 до 200 000 раз. Горизонтальное увеличение осуществляется благодаря более быстрому перемещению бумаги по сравнению со скоростью перемещения иглы (до 100 000 раз). Погрешность вертикального увеличения профилографа для разных видов приборов от ± 5 до ± 10%, а горизонтального — не более ± 10%. Профилографы обычно изготавливают объединённым с профилометром,снабжают разнообразной оснасткой, обеспечивающей запись профиля деталей различной конфигурации. Профилометр - от профиль и... метр), прибор для измерения неровностей поверхности с отсчитыванием результатов измерения на шкале в виде значенийодного из параметров, используемых для оценки этих неровностей— шероховатости поверхности. Первые профилометры появились почти одновременно с профилографами. В профилометрах сигнал получается от датчика с алмазной иглой, перемещающейся перпендикулярно контролируемой поверхности. После электронного усилителя сигнал интегрируется для выдачи усреднённого параметра, количественно характеризующего поверхностные неровности на определённой длине. Наиболее распространены профилометры с постоянной трассой интегрирования, равной рабочей длине трассы ощупывания, и отсчётом показаний по шкале после завершения ощупывания. Выпускают также профилометры со скользящей трассой интегрирования, меньшей длины трассы ощупывания, и отсчётом показаний в процессе перемещения иглы по поверхности. Погрешность показаний профилометра находится в пределах от ± 10 до ± 25%. Преобразование колебаний алмазной иглы в электрическое напряжение может осуществляться несколькими способами. Совершенствование профилометра предполагает расширение числа усреднённых вертикальных и горизонтальных показаний, характеризующих состояние поверхностных неровностей, оснащение профилометра анализаторами, позволяющими оценивать неровности поверхности другим способом — через гармонические составляющие, образующие характеризующую их кривую.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

studopedia.ru

ПРОФИЛОМЕТР - это... Что такое ПРОФИЛОМЕТР?

  • профилометр — профилометр …   Орфографический словарь-справочник

  • ПРОФИЛОМЕТР — (от профиль и ...метр) прибор, определяющий размер неровностей обрабатываемой поверхности изделия. В профилометре сигнал получается от датчика с алмазной иглой, перемещаемого вдоль контролируемой поверхности. Профилометр с автоматической записью… …   Большой Энциклопедический словарь

  • профилометр — сущ., кол во синонимов: 3 • микропрофилометр (1) • профилемер (1) • профиломер …   Словарь синонимов

  • профилометр — Прибор для измерения параметров шероховатости, показывающий значения этих параметров или обеспечивающий их регистрацию. [ГОСТ 27964 88 (СТ СЭВ 6134 87, ИСО 4287/2 84)] Тематики шероховатость поверхности Обобщающие термины средства измерения EN… …   Справочник технического переводчика

  • Профилометр — Контактный профилометр  прибор, предназначенный для измерения неровностей поверхности. Для оценки неровности поверхности часто используют специальный показатель  шероховатость поверхности. Типичный профилометр содержит шкалу, на которой …   Википедия

  • профилометр — (от профиль и ...метр), прибор, определяющий размер неровностей обрабатываемой поверхности изделия. В профилометре сигнал получается от датчика с алмазной иглой, перемещаемого вдоль контролируемой поверхности. Профилометр с автоматической записью …   Энциклопедический словарь

  • Профилометр — (от Профиль и ...метр)         прибор для измерения неровностей поверхности с отсчитыванием результатов измерения на шкале в виде значений одного из параметров, используемых для оценки этих неровностей, шероховатости поверхности (См.… …   Большая советская энциклопедия

  • профилометр — (см. профиль + ...метр) прибор для измерения микронеровностей обработанной поверхности металла. Новый словарь иностранных слов. by EdwART, , 2009. профилометр а, м. ( …   Словарь иностранных слов русского языка

  • профилометр — profilio matuoklis statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. profiler vok. Profilmesser, m rus. профилометр, m pranc. profilomètre, m …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • профилометр — profilometras statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Matuoklis, registruojantis paviršiaus profilio parametrus. atitikmenys: angl. profilometer vok. anzeigendes Tastschnittgerät, n; Profilmesser, m; Profilmessgerät, n;… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

dic.academic.ru


Смотрите также