Измерительные устройства, отличающиеся использованием электрических или магнитных средств: .для измерения шероховатости или неровностей поверхностей – G01B 7/34

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство используют для контроля отклонения от прямолинейности поверхности боковой рабочей грани головки рельса в горизонтальной плоскости и поверхности катания головки рельса в вертикальной плоскости бесконтактным методом. Устройство автоматического контроля прямолинейности сварных стыков рельсов содержит корпус, механическую часть, торцевые панели, бесконтактные датчики базирования, датчики бесконтактного измерения расстояния до поверхности рельса и электронный блок. Механическая часть состоит из базирующих призм, закрытых с внешней стороны торцевыми панелями, которые имеют вырезы, соответствующие поверхностям, ответным контролируемым, между которыми установлены встроенные магниты. Каждая призма имеет опорные наконечники, контактирующие с контролируемыми поверхностями. Рядом с наконечниками расположены бесконтактные датчики базирования, сопряженные с электронным блоком. В центральной части корпуса между вспомогательными призмами расположены датчики бесконтактного измерения расстояния до поверхности рельса, сопряженные с электронным блоком, осуществляющим отображение отклонений от прямолинейности на аналоговых индикаторах и на графическом дисплее и хранение результатов отклонения в блоке памяти. Изобретение касается также способа использования этого устройства. В результате обеспечивается возможность получить наглядную и достоверную информацию, сокращается время, необходимое для контроля прямолинейности сварных стыков рельсов. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам изучения процесса износа поверхностей деталей машин. Сущность: подают ток на контактирующие детали, нагруженные в соответствии с реальными условиями эксплуатации. Регистрируют изменение силы тока в цепи во времени. Рассчитывают текущее значение общего сопротивления электрической цепи, используя зависимость для текущего изменения опорной контактной площади микронеровности, являющейся функцией изменения величины контактного сближения поверхностей. Определяют текущее значение силы тока по высоте микрорельефа. Задаются рядом значений моментов времени и определяют изменение величины контактного сближения поверхностей от времени (эксплуатационного износа) и изменение опорной контактной площади микронеровности от времени. Технический результат: расширение возможности исследования микрогеометрии поверхностей, возможность прогнозировать кинетику изменения микрорельефа в реальных условиях эксплуатации и сделать выводы о предпочтительности применения того или иного микрорельефа в реальных условиях эксплуатации. 6 ил.

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для обнаружения дефектов поверхности катания колес железнодорожных транспортных средств в движении. Технический результат: повышение достоверности обнаружения дефектов. Сущность: тензодатчики устанавливают симметрично парами на рельс. По сигналам с тензодатчиков определяют симметричные и асимметричные деформации шейки рельса. По превышению симметричными деформациями порога селекции, устанавливаемого в 3-4 раза выше уровня собственных шумов измерительной аппаратуры, задают номер колесной пары, равный единице. На измерительном участке длиной не менее двух длин окружности круга катания нового колеса определяют скорость движения поезда для определения полосы частот, в которой проводят частотную фильтрацию симметричных деформаций. При каждом последующем превышении фильтрованными симметричными деформациями порога селекции регистрируют следующую колесную пару. Затем проводят частотную фильтрацию асимметричных деформаций в полосе частот, определяемой частотой свободных колебаний рельса. Регистрируют максимумы асимметричных деформаций на каждой паре тензодатчиков. При совпадении максимумов на соседних парах тензодатчиков их сравнивают с порогом регистрации дефекта, определяемым по максимальной глубине допускаемого дефекта, диаметру колеса и скорости поезда. При превышении этого порога бракуют регистрируемую колесную пару. 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для контроля шероховатости поверхности электропроводных изделий, например, из нержавеющей стали в процессе электролитно-плазменной обработки. Сущность: прикладывают высоковольтное напряжение между обрабатываемой деталью, являющейся анодом, и катодом. Измеряют значения плотности тока j и высоковольтного напряжения U. Шероховатость поверхности в ходе обработки определяют по формуле:

Изобретение относится к измерительной технике. Технический результат: упрощение процесса измерения микрогеометрии коллекторов электрических машин. Сущность: профилометр содержит вихретоковый преобразователь, устанавливаемый над рабочей поверхностью контролируемого коллектора и состоящий из дифференциального усилителя и моста. Одно плечо моста образовано измерительной и компенсирующей катушкой, а другое - активными сопротивлениями. Средние точки плеч моста подключены к входам дифференциального усилителя. К выходу дифференциального усилителя подключен буферный усилитель, который связан с первым амплитудным детектором и схемой преобразования фазового отклика в амплитудный. Схема преобразования фазового отклика в амплитудный состоит из последовательно соединенных детектора нуля, токоограничивающего резистора, полосового фильтра и второго дифференциального усилителя и подключена ко второму амплитудному детектору. Первый и второй амплитудные детекторы соединены с первым и вторым выходными дифференциальными усилителями соответственно. Выходные дифференциальные усилители соединены с регистратором и микроконтроллером, который через преобразователь уровней связан с персональным компьютером. Микроконтроллер также соединен с буферированным по выходу вторым полосовым фильтром, соединенным с вихретоковым преобразователем и схемой преобразования фазового отклика в амплитудный. 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения с помощью сканирующего зондового микроскопа рельефа, линейных размеров и физических характеристик поверхности объектов в режимах сканирующего туннельного микроскопа и атомно-силового микроскопа. Также в предложенном устройстве предусмотрена возможность измерения массы тонкопленочного образца и диссипативных свойств тонкопленочного образца или жидкой среды измерения посредством пьезокварцевых микровесов, и возможна модификация поверхности объекта. Сущность изобретения заключается в том, что в сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством измерения массы и диссипативных свойств, содержащий блок управления пьезокварцевых микровесов, сканирующее устройство с держателем зонда, зонд, систему регистрации, камеру и помещенный в камеру кварцевый резонатор, содержащий кварцевый диск, верхний и нижний электроды, введены оптическая система, XYZ позиционер и устройство для подачи напряжения между зондом и верхним электродом. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства. 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к зондовой микроскопии, а именно к устройствам, обеспечивающим комплексные исследования сложных объектов при контроле и создании требуемой среды измерения. В сканирующий зондовый микроскоп с контролируемой средой измерения введены модульный блок откачки, сопряженный с платформой, герметичный кожух с, по меньшей мере, одним оптически прозрачным окном, имеющим возможность вакуумно-плотной установки на платформу и герметизации измерительного модуля, а также блок визуализации, установленный на платформе с возможностью подвижки и оптически сопряженный, по меньшей мере, посредством одного оптически-прозрачного окна с зондом. Платформа имеет замкнутую вакуумно-плотную полость, в которой расположены подвижный элемент с держателем образца. Захват зонда снабжен пьезомодулем, а на платформе установлен ориентатор, сопряженный с герметичным кожухом. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения шероховатости наружной сферической поверхности детали. Техническим результатом является создание универсального быстро переналаживаемого устройства для использования его в процессе контроля шероховатости сферической поверхности детали. Устройство для измерения шероховатости наружной сферической поверхности детали содержит датчик, фиксирующий элемент для удержания датчика относительно контролируемой поверхности, профилограф-профилометр, опору для контролируемой детали. Причем опора выполнена в виде плоского основания, на которой установлены и закреплены, по меньшей мере, три разнесенных друг от друга опорных ролика, один из которых, горизонтальный, соединен с основанием с возможностью поступательного движения в направлении к другим роликам и обратно, расположен под прямым углом к траектории своего поступательного движения и снабжен приводом его вращения, а два других ролика объединены между собой с образованием V-образной формы разведенными концами кверху. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, используемой при послеремонтном контроле поверхностей крупногабаритной трубопроводной арматуры /ТПА/. Технический результат - повышение достоверности. Сущность: проводят измерения двух параметров пары "измерительный электрод - участок контролируемой поверхности": емкости и напряжения пробоя, или индуктивности измерительного электрода, выполненного в виде прямоугольной плоской спиральной катушки, и напряжения пробоя, или резонансной частоты LC-резонатора, образованного электродом, выполненным в виде прямоугольной плоской спиральной катушки, и напряжения пробоя. Результаты измерений совместно обрабатывают с учетом опорных значений этих параметров, полученных от датчиков опорных значений. Устройство содержит соответствующие измерители двух параметров пары "измерительный электрод - участок контролируемой поверхности", два коммутатора, датчики опорных значений, компьютер. 2 н. и 6 з.п ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в качестве устройства измерения линейных величин неровностей профиля поверхности внутренней полости трубы. Сущность: нутромер содержит корпус в виде трубы с отметками глубины погружения, на котором установлен, с возможностью перемещения вдоль трубы, центрирующий конус с элементом крепежа, заглушку с распаянными проводниками и измерительный зонд. Измерительный зонд состоит из трубы большего диаметра, один конец которого соединен с корпусом с помощью переходной втулки с хвостовиком, расположенным в полости измерительного зонда, а другой ограничен сферическим донышком. При этом хвостовик снабжен двумя эквидистантно расположенными упругими пластинами вдоль оси измерительного зонда таким образом, что укрепленные на концах пластин плоские сегменты имеют возможность выхода через продольные окна последнего. На поверхностях упругих пластин расположены тензорезисторы, соединенные посредством проводников через заглушку с прибором, преобразующим сигналы изменения сопротивления последнего. Технический результат: конструкция нутромера предлагаемого вида позволяет оперативно проводить измерение отложений на внутренней поверхности теплообменной трубы и получить достаточно объективную картину ее состояния. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для усовершенствования работы инструментов, измеряющих высоту рельефа поверхности, и для сертификации высотных стандартов. Сущность изобретения: в способе изготовления ступенчатого высотного калибровочного стандарта для профилометрии и сканирующей зондовой микроскопии полупроводниковую пластину кремния с вицинальной поверхностью помещают в вакуум, проводят термоэлектрический отжиг, пропуская через пластину постоянный электрический ток величиной, вызывающей резистивный нагрев до температуры активируемой сублимации атомов верхнего слоя с передвижением по поверхности моноатомных ступеней. Ток пропускают параллельно вицинальной поверхности между верхней и нижней террасами, в направлении от нижней террасы к верхней или в сочетании, сначала в направлении от верхней террасы к нижней, а затем от нижней террасы к верхней. При этом формируют области на поверхности пластины с высокой плотностью ступеней и обеспечивают появление равномерно распределенных по поверхности одиночных ступеней, разделенных террасами. За счет этого стандартом достигают воспроизводимости измерений, повышают точность определения высоты особенностей рельефа и снижают погрешность измерений. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к области создания средств и методов бесконтактного измерения неровностей поверхностей, геометрических размеров, эксцентриситета и перемещений деталей машин и механизмов. Технический результат: повышение точности измерений профилей, микрогеометрии и эксцентричности контролируемых поверхностей вращающихся элементов машин и механизмов в динамических режимах работы. Сущность: процесс измерения зазора между измерительным преобразователем измерительного устройства и контролируемой областью объекта контроля включает выполнение опорного измерения, изменение зазора на величину не менее образцовой, осуществление дополнительного измерения измененного зазора и корректировку значений измеряемых зазоров с учетом результатов опорного и дополнительного измерений, а также величины образцового изменения зазора. Результаты опорного, дополнительного и других серий измерений зазоров определяют как средние значения ряда последовательных измерений с заданной точностью приближения к предельному значению. Минимальную величину образцового изменения зазора находят на основе погрешности определения результатов опорного и дополнительного измерений, заданной допустимой точности измерений зазоров, погрешности изменения зазора на образцовую величину, а также значения зазора, подвергаемого коррекции. Профиль поверхности определяется на основе откорректированных средних значений зазоров в какой-либо серии последовательных измерений, в которой максимальная величина зазора не превышает значения, используемого для выбора величины образцового изменения зазора. 12 ил.

Изобретение относится к области сканирующей зондовой микроскопии. Способ включает первое сканирование поверхности объекта с регистрацией сигнала вертикальных перемещений сканера и сигнала взаимодействия зонда с объектом, второе сканирование поверхности объекта в обратном направлении с регистрацией сигнала вертикальных перемещений сканера и сигнала взаимодействия зонда с объектом, вычитание из сигнала вертикальных перемещений сканера, зарегистрированного при сканировании в прямом направлении, сигнала вертикальных перемещений сканера, зарегистрированного при сканировании в обратном направлении, вычитание из сигнала взаимодействия зонда с объектом, зарегистрированного при сканировании в прямом направлении, сигнала взаимодействия зонда с объектом, зарегистрированного при сканировании в обратном направлении, определение коэффициента, на который нужно умножить разность сигналов вертикальных перемещений сканера, чтобы при ее последующем сложении с разностью сигналов взаимодействия зонда с объектом получить максимально близкую к постоянной величину, умножение на найденный коэффициент сигнала вертикальных перемещений сканера, зарегистрированного при сканировании в одном из направлений, и суммирование его с сигналом взаимодействия зонда с объектом, зарегистрированным при сканировании в том же направлении, после чего суммарный сигнал используют в качестве сигнала рельефа поверхности исследуемого объекта. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к областям металлургии, производства материалов и может быть использовано преимущественно в листопрокатных технологиях. Технический результат заключается в повышении точности измерения. Способ определения плоскостности движущегося листа материала основан на измерении углов наклона элементов поверхности листа в каждом из ленточных продольных участков полосы, выделяемых измерительным устройством. При этом измеряют угол, образованный линиями пересечения плоскости, касательной к поверхности листа в точке измерения, и плоскости, касательной к опорным элементам, по которым перемещается лист, с плоскостью, проходящей через точку измерения и расположенной вдоль направления перемещения листа, перпендикулярно к плоскости, касательной к опорным элементам, по которым перемещается лист. Новым в способе является то, что дополнительно учитывается скорость движения листа, а плоскостность листа определяется в виде формы ленточных продольных участков полосы, выделяемых измерительным устройством в соответствии с математическим выражением.

Изобретение предназначено для определения отклонений от плоскостности при обработке полосового материала, например при прокатке металлической полосы. Технический результат - повышение надежности измерений. Распределение напряжений измеряют по ширине полосы с помощью пьезоэлектрических датчиков, которые расположены в продольных выемках сплошного ролика на расстоянии от его боковой поверхности и заклинены в них. 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для определения и контроля опорной площади неровностей поверхности электропроводных изделий. Сущность: на базовую поверхность (плиту), имеющую минимальную шероховатость и максимальную плоскостность, кладут исследуемый образец и пускают ток через образец и плиту. В зависимости от площади контакта будет определенное сопротивление тока. По виду материала образца и по тарированному прибору, определяющему сопротивление, измеряют опорную площадь неровностей. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: изобретение предусматривает использование зонда, содержащего передающее и принимающее устройство для индуцирования переходных вихревых токов в объекте и для выдачи сигнала. На поверхности объекта выбирают калибровочную точку и некоторое количество калибровочных положений передающего и принимающего устройства. Определяют набор калибровочных значений путем определения характеристического значения, связанного с амплитудой сигнала, генерируемого в приемнике в ответ на переходные вихревые токи, индуцируемые в объекте. Определяют калибровочную функцию. Выбирают набор контрольных точек на поверхности объекта и набор соответствующих контрольных положений передающего и принимающего устройства. Определяют набор контрольных значений путем характеристического значения сигнала, генерируемого в приемнике в ответ на переходные вихревые токи, индуцируемые в объекте передатчиком. Определяют профиль поверхности путем интерпретации набора контрольных значений с использованием калибровочной функции, и при этом получают относительное расположение контрольных точек и соответствующих контрольных положений. 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к нанотехнологии, более конкретно к устройствам, обеспечивающим получение информации о состоянии поверхности с использованием сканирующей зондовой микроскопии. Сущность изобретения заключается в том, что в зондовом датчике на основе кварцевого резонатора для сканирующего зондового микроскопа, содержащем платформу с закрепленным на ней кварцевым резонатором с основанием, на платформе последовательно закреплены плоская пьезокерамическая пластина с первым и вторым электродами, изолятор и экран, а также установлен захват, при этом кварцевый резонатор электрическими выводами закреплен в захвате с возможностью разъединения с ним и силового взаимодействия основанием с экраном. Технический результат - повышение разрешения устройства, расширение функциональных возможностей. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Использование: в микроскопах. Сущность: предлагается создавать зонды для зондовой микроскопии из кремниевых вискеров, выращенных по механизму пар-жидкость-кристалл на кантилеверах с кристаллографической ориентацией (111). Такие кантилеверы изготовляют из структур кремния-на-изоляторе, которые создают сплавлением кремниевых пластин, причем одна из пластин имеет ориентацию (111). Выращенные таким путем вискеры могут иметь ступенчатую форму, идеальную для зондов, обеспечивая высокую разрешающую способность при высокой антивибрационной стабильности. 4 н. и 32 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к нанотехнологическому оборудованию, а именно к устройствам, обеспечивающим получение информации о поверхности образцов и модификацию поверхности образцов в туннельном и атомно-силовом режимах в сканирующем зондовом микроскопе (СЗМ). Силовой зонд на основе кварцевого резонатора для сканирующего зондового микроскопа содержит кварцевый резонатор с иглой, закрепленной на плоскости одного из плеч кварцевого резонатора, за счет сил химической связи между иглой и плоскостью. Существуют варианты, в которых в качестве иглы используют нитевидные кристаллы из углерода, металла, полупроводника и изолятора, а также нанотрубки. Кроме этого возможно закрепление игл на внешнюю плоскость плеча кварцевого резонатора, а также торцевую и боковую его плоскости. При этом иглы могут располагаться как параллельно оси симметрии кварцевого резонатора, так и перпендикулярно его оси. Существует также вариант, в котором игла закреплена под произвольным углом к оси плоскости одного из плеч кварцевого резонатора. В отдельных случаях целесообразно закрепление на плоскости одного из плеч кварцевого резонатора нескольких игл различной длины. Подобное выполнение повышает чувствительность зонда и расширяет его функциональные возможности. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ относится к контрольно-измерительной технике и может быть использован в машиностроении для контроля шероховатости поверхности электропроводных изделий, например, из нержавеющей стали в процессе электролитно-плазменной обработки. Между обрабатываемой деталью, являющейся анодом, и катодом прикладывают высоковольтное напряжение. С измерительного резистора снимают переменную составляющую тока. Переменную составляющую тока подают на полосовой фильтр с граничными частотами 500-700 и 1300-1500 Гц. Измеряют действующее значение напряжения u на выходе полосового фильтра. Рассчитывают начальное значение напряжения u₀ путем усреднения значения u в течение 20-40 с от начала процесса. Шероховатость определяют по формуле Ra=(u/u₀)·Ra₀ , где Ra₀ - начальное значение шероховатости обрабатываемой поверхности. Способ позволяет определять шероховатость поверхности непосредственно в процессе ее обработки. 1 ил., 1 табл.