Гост 19300-86средства измерений шероховатости поверхности профильным методом. профилографы-профилометры контактные. типы и основные параметры

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.

Обозначение шероховатости поверхности

Шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции.

Структура обозначения шероховатости поверхности включает знак шероховатости, полку знака и другие дополнительные указания. При применении знака без указания параметра и способа обработки его изображают без полки.

Высота h должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел. Высота H равна (1.5…5) h. Толщина линий знаков должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной основной линии, применяемой на чертеже.

Вообще, принято выделять три вида шероховатости объекта:

— Исходная шероховатость — возникающая в результате технологической обработки изделия различными абразивами.

— Эксплуатационная шероховатость — это приобретаемая в процессе эксплуатации шероховатость в результате износа и рабочего трения.

— Равновесная шероховатость — это вид эксплуатационной шероховатости, который можно воспроизвести в стационарных условиях трения.

Параметры шероховатости определены в ГОСТ 2789-73 «Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения». Согласно этому документу, выделяют такие показатели шероховатости, как:

• Ra — это среднее арифметическое значение отклонения профиля.
• Rz — это высота неровностей профиля, снятая в 10 точках.
• S — это средний шаг местных выступов профиля;
• Sm — это среднее арифметическое значение шага неровности;
• Rmax — это максимальная высота профиля;
• tp — это относительная длина профиля (опорная), р — это уровень сечения профиля.

При задании шероховатости, как правило, используется параметр ср. арифм-го. отклонения профиля (Ra).

Стоит отметить, что именно шероховатость, оказывает наиболее сильное влияние на эксплуатационные характеристики двигателей машин, а также деталей и узлов различного оборудования. Возможно, именно поэтому, точное определение значения шероховатости — одна из самых важных задач метрологии.

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.

https://youtube.com/watch?v=hSCNcu-eIZc

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

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.

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.

Обучение и аттестация специалистов по неразрушающему контролю

Аттестация специалистов в области неразрушающего контроля проводится в целях подтверждения их уровня теоретической и практической подготовки, необходимого для выполнения работ по определенным видам неразрушающего контроля. Аттестация проводится в соответствии с правилами Госгортехнадзора по аттестации персонала в области неразрушающего контроля ПБ 03-440-02.

Аттестацию и переаттестацию персонала в сфере неразрушающего контроля проводят независимые органы по аттестации (НОАП). НТЦ «Эксперт» является экзаменационным центром Независимого органа по аттестации персонала ОАО «НИКИМТ-Атомстрой». В соответствии с выданным свидетельством № 09-16 от 03.06.2014 экзаменационный центр НТЦ Эксперт имеет право аттестации персонала на I и II квалификационные уровни по следующим областям:

Подробнее…

Смотрите так же разделы – Аттестация лабораторий НК, Аттестация специалистов НК, Поверка и калибровка средств НК.

Профилометры можно купить с доставкой до двери или до терминалов транспортной компании в следующих городах: Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Саратов. Амурск, Ангарск, Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Бийск, Брянск, Воронеж, Великий Новгород, Владивосток, Владикавказ, Владимир, Волгоград, Волгодонск, Вологда, Иваново, Ижевск, Йошкар-Ола, Казань, Калининград, Калуга, Кемерово, Киров, Кострома, Краснодар, Красноярск, Курск, Липецк, Магадан, Магнитогорск, Мурманск, Муром, Набережные Челны, Нальчик, Новокузнецк, Нарьян-Мар, Новороссийск, Новосибирск, Нефтекамск, Нефтеюганск, Новочеркасск, Нижнекамск, Норильск, Нижний Новгород, Обнинск, Омск, Орёл, Оренбург, Оха, Пенза, Пермь, Петрозаводск, Петропавловск-Камчатский, Псков, Ржев, Ростов, Рязань, Самара, Саранск, Смоленск, Сочи, Сыктывкар, Таганрог, Тамбов, Тверь, Тобольск, Тольятти, Томск, Тула, Тюмень, Ульяновск, Уфа, Ханты-Мансийск, Чебоксары, Челябинск, Череповец, Элиста, Ярославль и другие города, кроме того, в Республике Крым. А также Республики Казахстан, Белоруссия и другие страны СНГ.

Технические характеристики

Измеряемые параметры шероховатости	Ra, Rq, Rz (соотв. Ry (JIS)), Rz (JIS), Rmax, Rp, Rp (ASME), Rpm (ASME), Rpk, Rk, Rvk, Mrl, Mr2, Al, A2, Vo, Rt, R3z, RPc, Rmr (соотв. tp (JIS, ASME)), RSm, R, Ar, Rx
Принцип измерения	контактный
Диапазоны измерений по параметру Rz,	От 0 до 350; От 0 до 180; От 0 до 90
мкм
Разрешение профиля, нм	32; 16; 8
Отсечка шага
1с, мм	0,25; 0,8; 2,5
1s, мкм	2,5; 8
Длина трассы ощупывания L, мм	1,75; 5,6; 17,5
Длина оценки lc, мм	1,25; 4,0; 12,5
Число базовых длин в длине оценки	от 1 до 5
Радиус щупа, мкм	2
Фильтры	Фазокорректированный (фильтр Гаусса) по ИСО 11562 (ГОСТ 8.652-2009); RC-фильтр по ИСО 3274 (ГОСТ 19300-93)
Измерительное усилие, мН	0,7
Предел допускаемой основной
относительной погрешности по	10
параметру Ra, %
Г абаритные размеры, мм -длина,	140
-ширина,	50
высота	70
Аккумулятор	Li-ion
Питание от сети	100 В — 264 В, вторично 9 В
Интерфейсы	USB, MarConnect (RS232)
Масса, кг	0,4
Диапазон рабочих температур, 0С	От +5 до +40
Относительная влажность воздуха, %, не более	отсутствие конденсата, 85

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

В чем измеряется шероховатость поверхности

Шероховатость поверхности измеряется в микрометрах (1 мкм = 0,001 мм) и оценивается обычно по двум параметрам Rz и Ra.

Rz — это высота неровностей профиля по 10 точкам в то время как Ra — это среднее арифметическое отклонение профиля.

Примерное соответствие этих параметров друг другу с привязкой к классу чистоты шероховатости поверхности смотрите в таблице приведенной ниже:

Класс чистоты поверхности	Среднеарифметическое отклонения профиля Ra, мкм	Высота неровностей Rz, мкм	Базовая длина l, мм
не более
1	80	320	8
2	40	160	8
3	20	80	8
4	10	40	2,5
5	5	20	2,5
6	2,5	10	0,8
7	1,25	6,3	0,8
8	0,63	3,2	0,8
9	0,32	1,6	0,25
10	0,16	0,8	0,25
11	0,08	0,4	0,25
12	0,04	0,2	0,25
13	0,02	0,1	0,08
14	0,01	0,05	0,08

Профилометр Mitutoyo Surftest SJ-500

Профилометр Surftest SJ-500 — компактный, портативный прибор для измерения шероховатости поверхности. Есть две версии прибора — Surftest SJ-500, работающий под управлением блока управления, и Surftest SJ-500P, работающий под управлением PC. Прибор оснащен безопорной системой измерения первичного профиля (P), профиля шероховатости (R), профиля волнистости (W) и др. Измерение без опоры – это измерения поверхности относительно опорной поверхности привода. Таким способом с высокой точностью измеряются волнистость и мелкие ступени, в дополнение к шероховатости поверхности, но диапазон ограничен ходом щупа. Встроенный джойстик на панели управления обеспечивает быстрое и легкое позиционирование. Ручной регулировочный винт позволяет точно позиционировать небольшой щуп для измерения поверхности малых отверстий. Датчик позволяет выполнить поворот щупа на 90°. Идеально подходит для измерения в труднодоступных местах, например, на шейках коленчатых валов. Прибор можно использовать как отдельно, так и с гранитным стендом.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

2.1.
Параметры ощупывающей системы
профилографа-профилометра

2.1.1. Рабочая часть щупа должна
соответствовать ГОСТ 18961-80.

2.1.2.
Максимальные значения статического измерительного усилия и постоянной изменения
измерительного усилия следует выбирать в зависимости от радиуса щупа. Они не
должны превышать значений, указанных в табл. 1.

Таблица 1

Номинальное значение радиуса кривизны вершины щупа, мм	Максимальное значение статического измерительного усилия, Н	Максимальное значение постоянной изменения измерительного усилия, Н/м
0,002	0,0007	35
0,005	0,004	200
0,010

Допускается
увеличение статического измерительного усилия до 0,016 Н для профилометров с наименьшим
значением измеряемого параметра Ra не
менее 2 мкм, для профилографов с наименьшим значением ординаты профиля не менее
1,5 мкм, а также для датчиков, предназначенных для измерений, при которых игла
датчика не направлена вертикально вниз.

2.1.3.
В профилографах-профилометрах, имеющих датчик с опорой на измеряемую
поверхность, радиус кривизны рабочей части опоры в плоскости, перпендикулярной
контролируемой поверхности и параллельной направлению движения датчика, должен
быть не менее пятидесяти значений максимальной отсечки шага.

Примечание. При измерении
с отсечкой шага 2,5 мм и более предпочтительнее использовать вспомогательную
направляющую поверхность.

2.1.4.
Параметр шероховатости Rz рабочей поверхности опоры не должен
превышать 0,1 мкм.

2.1.3,
2.1.4. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.1.5.
Усилие воздействия опоры датчика на контролируемую поверхность не должно
превышать 0,5 Н.

2.2.
Параметры системы преобразования
профилометра

2.2.1. Диапазон измерения параметра Ra: отношение верхнего предела измерения к
нижнему должно быть не менее 2000 для приборов типа I, не менее 200 — для приборов типа II и не менее 100 — для приборов типа III.

(Измененная
редакция, Изм. № 1).

2.2.2.
Значение отсечек шага выбирают из ряда: 0,025; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8; 25,0
мм.

2.2.3. Набор отсечек шага должен обеспечивать
измерение параметров шероховатости поверхности в диапазоне, установленном ГОСТ 2789-73.

2.2.4.
Минимальное значение верхнего предела диапазона длин участков измерения должно
быть не менее пяти значений отсечек шага для данного профилометра. В случае
максимальных значений отсечек шага минимальное значение верхнего предела
диапазона длин участков измерения допускается не менее двух значений отсечек
шага.

2.2.5.
Номинальную амплитудно-частотную характеристику (без учета влияния радиуса
кривизны вершины щупа) определяют из уравнения

,                                                           (1)

где      К — длина волны синусоидального входного
сигнала;

            l_в
— отсечка шага.

2.2.4,
2.2.5. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.2.6.
Номинальные значения и допустимые отклонения амплитудно-частотной
характеристики от номинальной для дискретных значений l/l_в
приведены в табл. 2.

Таблица 2

l/lв	Kmin	Kном	Kmax
степень точности	степень точности
1	2	1	2
0,1	0,97	0,95	1,00	1,03	1,05
0,2	0,95	0,94	0,99	1,02	1,04
0,5	0,88	0,86	0,92	0,96	0,98
1,0	0,70	0,67	0,75	0,80	0,83
1,5	0,52	0,49	0,57	0,62	0,65

2.2.7.
Профилометр необходимо оснащать мерой (или комплектом мер), служащей для
настройки показаний прибора в процессе эксплуатации. Профиль меры должен быть близким
к трапецеидальному, параметр S_mмеры в направлении, перпендикулярном направлению рисок, не
должен превышать 0,25l_в.

2.3.
Параметры системы преобразования
профилографа

2.3.1. Диапазон номинальных значений
вертикального увеличения: отношение максимального увеличения к минимальному
должно быть не менее 1000 для профилографов типа I, не менее 100 — для профилографов типа II и не менее 50 — для профилографов типа III.

2.3.2.
Номинальные значения вертикальных увеличений выбирают из ряда: 10; 20; 50; 100;
200; 500; 1000 и т.д.

2.3.1,
2.3.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3.3. Диапазон номинальных значений
горизонтального увеличения: отношение максимального увеличения к минимальному
должно быть не менее 50.

2.3.4.
Номинальные значения горизонтальных увеличений выбирают из ряда: 1; 2; 5; 10;
20; 50 и т.д.

2.3.5.
Номинальная амплитудно-частотная характеристика (без учета влияния щупа) должна
быть прямой линией, параллельной оси длин волн, в диапазоне длин волн, нижний
предел которого составляет 3 мкм.

2.3.6.
Допускаемые отклонения горизонтальных увеличений от номинальных значений не
должны превышать ± 5 % для профилографов 1-й степени точности и ± 10 % для
профилографов 2-й степени точности.

Способы измерения

Показатель может быть измерен путем ручного сравнения с «компаратором шероховатости» (образец известной шероховатости поверхности), но в более общем случае измерение профиля поверхности выполняется с помощью профилометров. Они могут быть контактного типа (как правило, алмазный стилус) или оптическими (например, интерферометр белого света или лазерный сканирующий конфокальный микроскоп).

Вам будет интересно:Правило Тициуса-Боде: расстояния между планетами и Солнцем

Однако контролируемая шероховатость часто может быть желательной. Например, глянцевая поверхность может быть слишком блестящей для глаз и слишком скользкой для пальца (хороший пример — тачпад), поэтому требуются контролируемые показатели. Шероховатость поверхности — это тот случай, когда амплитуда и частота очень важны.

Ее значение может быть рассчитано либо по профилю (линия), либо по поверхности (площадь). Параметр шероховатости профиля (Ra, Rq, …) встречается чаще. Параметры шероховатости площади (Sa, Sq, …) дают более значимые определения.

Программное обеспечение

Приборы для измерения шероховатости поверхности SURTRONIC серии S имеют в своем составе программное обеспечение (ПО), встроенное в аппаратное устройство СИ, разработанное для конкретной измерительной задачи, осуществляющее измерительные функции, функции индикации и передачи измерительной информации.

Вычислительный алгоритм расположен в заранее скомпилированных бинарных файлах и не может быть модифицирован. ПО блокирует редактирование для пользователей и не позволяет удалять, создавать новые элементы или редактировать отчеты.

Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице

Идентификационное наименование ПО	Номер версии (идентификационный номер) ПО	Цифровой идентификатор ПО	Другие идентификационные данные (если имеются)
SURTRONIC S series	не менее S/W 2.х	TH516	—

Программное обеспечение является неизменным. Средства для программирования

или изменения метрологически значимых функций отсутствуют.

Главной защитой ПО является лицензия, что предотвращает неавторизованное использование ПО.

Уровень защиты ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Описание

Приборы выпускаются шести моделей SV-C3200, SV-C4500, SV-C4500CNC, CS-3200, CS-5000CNC и CS-H5000CNC, различающихся конструкцией привода датчика и степенью автоматизации процесса измерений. Каждая из моделей в зависимости от габаритных размеров колонн и стола имеет несколько модификаций, обозначаемых буквами S (малая колонна), H (высокая колонна), W (гранитный стол длиной 1000 мм) с цифровыми индексами 4 или 8 в зависимости от диапазона перемещений по оси Х соответственно 100 или 200 мм.

Действие приборов основано на принципе ощупывания исследуемой поверхности щупом (твердосплавным для измерений контура, алмазным для измерений шероховатости и при совмещенных измерениях) и преобразования возникающих при этом механических колебаний щупа в изменения напряжения, пропорциональные этим колебаниям, которые усиливаются и преобразуются в микропроцессоре. Результаты измерений выводятся на монитор компьютера (в виде профилей, числовых значений параметров шероховатости и геометрических параметров профилей).

Измерительный преобразователь приборов представляет собой интерферометрический датчик, состоящий из консоли и щупа. Приборы оснащаются отдельными предохранительными устройствами для отслеживания нагрузки в направлении измерения (по оси X) и вертикальной нагрузки (по оси Z). Приборы комплектуются несколькими узлами рычага датчика различной геометрии для разных применений, например, для измерений шероховатости и контура, характеризующихся разными углами наклона, горизонтальных, выпуклых и вогнутых поверхностей, для измерений в отверстиях и т.д. Для каждого узла рычага датчика в приборе сохраняются калибровочные данные, что избавляет от необходимости калибровки прибора при каждой смене датчика.

На гранитной плите приборов смонтирована массивная колонна с высокоточными направляющими, на которой крепится устройство подачи с установленным в нем датчиком. Деталь крепится на специальном столике, установленном на плите, опционально

устанавливаются столики с моторизованным перемещением по оси Y, с вращением по оси 01

или 02. Персональный компьютер подключен к датчику, приводам и элементам управления. Управление всеми перемещениями осуществляется при помощи джойстика.

Перемещения в плоскостях X и Z2 производятся двигателями, в плоскости Y -опциональным моторизованным столом.

Приборы SV-C3200, SV-C4500 (рис. 1) представляют собой щуповой прибор, который имеет два отдельных привода: для измерений шероховатости и контура. Привод измерения параметров шероховатости устанавливается на отдельной подставке, закрепленной на гранитном основании.

Приборы CS-3200, SV-C4500CNC, CS-5000CNC и CS-H5000CNC (рис. 2, 3) представляют собой контактные приборы, измеряющие параметры шероховатости и контура за один проход щупа специальной конструкции при помощи одного привода.

Для приборов SV-C3200, SV-C4500 и SV-C4500CNC щуп для измерения шероховатости представляет собой иглу с алмазным наконечником с радиусом при вершине 2 мкм и углом 60°, стандартный щуп для измерения параметров контура изготовлен из твердого сплава с углом скоса 30° и радиусом 25 мкм. Стандартный щуп для приборов CS-3200, CS-5000CNC и CS-H5000CNC имеет алмазный наконечник с радиусом при вершине 2 мкм и углом 60°.

			[ —
1
1			—

Рисунок 3 — Общий вид приборов для измерений шероховатости и контура поверхности

моделей CS-5000CNC и CS-H5000CNC

ПОГРЕШНОСТЬ ПРОФИЛОМЕТРА И ПРОФИЛОГРАФА ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ПАРАМЕТРОВ ПРОФИЛЯ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ

1.
Наибольшую погрешность профилометра при измерении параметров Ra,
Rmax,Rz,
tp,
Sm и S определяют
по формулам 2; 3; 4; 5; 6; 7 для
основной погрешности профилометра при значениях коэффициентов а и b,
приведенных ниже.

Значения
коэффициента а для параметра шероховатости Ra:

а
= 0,02 — 1-й степени точности;

а
= 0,04 — 2-й степени точности.

Значения
коэффициента b для параметра шероховатости Ra
в зависимости от верхнего предела l_в.п
диапазона шагов неровностей и степени точности прибора приведены в табл. 1.

Таблица 1

Верхний предел диапазона шагов неровностей lв.п	b
1	2
0,1lв	0,05	0,08
0,2lв	0,06	0,09
0,5lв	0,07	0,13
1,0lв	0,16	0,24

Значения
коэффициента а для параметров шероховатости Rmax иRz:

а
= 0,03 — 1-й степени точности;

а
= 0,06 — 2-й степени точности.

Значения
коэффициента b
для параметров шероховатости Rmax и Rz
в зависимости от верхнего предела l_в.п
диапазона шагов неровностей и степени точности прибора приведены в табл. 2.

Таблица 2

Верхний предел диапазона шагов неровностей lв.п	b
1	2
0,1lв	0,09	0,12
0,2lв	0,10	0,13
0,5lв	0,11	0,17
1,0lв	0,20	0,28

Значения
коэффициентов а и b для параметра шероховатости tp:

а
= 0,10 — 1-й степени точности;

а
= 0,12 — 2-й степени точности;

b
= 0,04 — 1-й степени точности;

b
= 0.05 — 2-й степени точности.

Значения
коэффициентов а и b для параметров шероховатости Sm
и S совпадают со значениями, приведенными в
разд. 3 для этих параметров.

2.
Наибольшую погрешность профилографа при измерении профилей произвольной формы, имеющих
диапазон длин волн, нижний предел которого составляет 3 мкм, определяют по
формуле (8) для основной погрешности
профилографа при следующих значениях коэффициентов а и b:

а
= 0,02 — 1-й степени точности;

a = 0,04 — 2-й
степени точности;

b = 0,06 — 1-й
степени точности;

b
= 0,08 — 2-й степени точности.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1.    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным
комитетом СССР по стандартам

       РАЗРАБОТЧИКИ

              B.C. Лукьянов
(руководитель разработки), Г.Н. Самбурская

2.    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.06.86 № 1821

3.    Срок проверки — 1996 г., периодичность
проверки — 5 лет

4.    Стандарт соответствует международным
стандартам ИСО 3274-75 и ИСО 1880-79

5.    ВЗАМЕН ГОСТ 19299-73 и ГОСТ 19300-73

6.    ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ
ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта
	Вводная часть, 2.2.3
	2.1.1
	Вводная часть

7.    Проверен в 1991 г. Ограничение срока
действия снято Постановлением Госстандарта СССР от 06.12.91 № 1880

8.    ПЕРЕИЗДАНИЕ
(март 1996 г.) с Изменением № 1, утвержденным в декабре 1991 г. (ИУС 3-92)

1. Типы.. 1 2. Основные параметры.. 2 3. Основная погрешность профилометра и профилографа. 3 Приложение Погрешность профилометра и профилографа при измерении параметров профиля произвольной формы.. 4