Виброграф

Виброграф (от лат. uibro – «колеблюсь» и греч. grapho – «пишу») – прибор для измерения и записи смещений колеблющихся (вибрирующих) механизмов, устройств, приборов, оборудования, машин транспортных, самолетов, ракет.

Данный прибор в первом варианте имеет щуп, прикладываемый к объекту, колебания которого измеряют, пружину, поджимающую щуп, и рычаг. При выполнении измерений колебания щупа передаются на рычаг и записываются на движущейся ленте.

Во втором варианте виброграф имеет щуп, установленный на качающемся рычаге. Измеряемые смещения объекта через стержень передаются третьему рычагу – пишущему.

В третьем варианте виброграф устанавливают непосредственно на измеряемом объекте, колебания которого измеряют с помощью таких составных элементов прибора, как маятник, передаточный механизм, пишущий рычаг.

Измерения выполняются следующим образом: колебания объекта вызывают колебания маятника прибора, который соединен с корпусом прибора спиральной пружиной. Колебания маятника через передаточный механизм, включающий в себя два рычага, передаются пишущему рычагу, прижимаемому к ленте пружины.

Кинематические пары передаточного механизма и шарнир пишущего рычага имеют конусные элементы. В четвертом варианте виброграф также устанавливается непосредственно на измеряемый объект. В этом случае прибор имеет маятник, подвешенный на упругой опоре, его колебания демпферуются успокоителем. С корпусом прибора маятник соединен пружиной, натяжение которой регулируется специальным устройством. Измеряемые колебания объекта через тягу передаются валику с зеркальцем. Луч источника света отражается от зеркальца, проходит через специальную оптическую систему и записывается на подвижной ленте. В конце 1990-х гг. вибрографы при выполнении ответственных измерений (самолетов, ракет и др.) стали подключаться к локальной компьютерной сети с принтерным устройством.

Интерферометр – прибор, предназначенный для измерения размеров и отклонений от плоскопараллельности концевых мер длины во время их изготовления и поверки (т. е. проверки на соответствие эталонным образцам). Детали машин и инструментов измеряют на интерферометрах в исключительных случаях, если сам допуск на размер детали имеет величину в пределах долей микрометра. Особенностью применения интерферометров является то, что в связи с особо высокой точностью измерения погрешности из-за температурных деформаций становятся наиболее ощутимы по сравнению с допусками на изготовление деталей, и процесс измерения приходится выполнять в помещениях со строго соблюдаемой температурой +20 °С.

Кроме того, на самом интерферометре установлен специальный теплоизоляционный экран, защищающий измеряемые изделия от теплоты, приносимой дыханием оператора-исполнителя. В Советском Союзе интерферометры стали выпускаться промышленностью в начале 1950-х гг., а в 1957 г. был утвержден ГОСТ 8 90-57. По этому ГОСТу промышленностью стали изготавливаться интерферометры контактные марок ИКПВ и ИКПГ в виде трубки на вертикальной (ИКПВ) и горизонтальной (ИКПГ) станине. Первый имел пределы измерений до 150 мм, а у второго (ИКПГ) предел измерения длины составлял 500 мм, а диаметров – 50 мм. В указанных приборах при подъеме измерительного стержня с зеркалом вдоль шкалы перемещалась система интерференционных полос, средняя из которых (черная полоса) служила указателем. Ход лучей в таких интерферометрах был подобен ходу лучей в интерференционном компараторе. Наклоном второго зеркала изменялся угол клина между ним и мнимым изображением первого зеркала, а тем самым – и расстояние между полосами, определяющее цену деления, изменяемую от 0,05 до 0,1 мк. В начале 1980-х гг. в Советском Союзе стали выпускаться интерферометры лазерные, т. е. с оптическим квантовым генератором (газовым гелий-неоновым). Лазер в интерферометре удобен тем, что он создает узконаправленные пучки лучей света большой мощности. Преимуществом оптической схемы лазерного интерферометра является создание четырехкратного прохождения светового пучка в измерительном пути, что увеличивает в 2 раза преобразование по сравнению с обычными интерферометрами.

Лазерный интерферометр ИПЛ-7 состоит из:

1) лазерного измерителя, расположенного на кронштейне основания;

2) трехгранной призмы;

3) табло цифровой индикации;

4) окна (расположенного против табло цифровой индикации);

5) упора (до упора перемещают трехгранную призму при выполнении измерения).

Основные параметры лазерного интерферометра ИПЛ-7:

1) измеряет перемещение до нескольких десятков метров;

2) наименьшая величина отсчета по табло цифрового индикатора = 0,1 мкм;

3) погрешность измерения = ±0,2 мкм.

Измерения данным прибором ИПЛ-7 производятся следующим образом: лазерный измеритель, расположенный на кронштейне основания, посылает луч в трехгранную призму, прижатую к измеряемой детали. Затем луч, отраженный от призмы, возвращается в измеритель и, преобразованный оптической схемой, приходит на табло цифровой индикации, где показание читает оператор-наблюдатель через небольшое окно. Это показание соответствует первому положению призмы.

После этого убирают деталь и трехгранную призму перемещают до упора. Теперь луч из лазерного измерителя проходит втрое большее расстояние до трехгранной призмы, и по табло цифровой индикации будет виден второй отсчет. Разность отсчетов и составит величину линейного перемещения трехгранной призмы, а это и будет размером измеряемой детали.

На некоторых машиностроительных предприятиях России в настоящее время используются обычные вертикальные интерферометры, изготовленные еще на советских предприятиях во второй половине 1980-х гг., со Знаком качества СССР. Такой интерферометр состоит из отсчетной измерительной головки-трубки интерферометра и стойки типа С-I. Трубка интерферометра является одной из самых высокоточных измерительных головок, изготавливаемых для измерений линейных размеров в промышленности. В этой трубке используется явление двулучевой интерференции (т. е. сложение волн света). Свет в данном приборе идет от осветителя через конденсатор в угловой корпус, в котором расположена система стекол. Пройдя через них, свет разделяется на два потока, волны которых складываются и образуют картину интерференции в виде ряда разноцветных полос, напоминающих спектр. Одно из стекол вертикального интерферометра укреплено на верхнем торце измерительного стержня трубки. При перемещении стержня со своим стеклом картина интерференции перемещается в поле зрения окуляра трубки. В середине картины имеется черная полоса, которую используют как стрелку-указатель. Перед окуляром в трубке расположена переставная шкала, состоящая из ±50 делений с нулевым штрихом в середине. В поле зрения легко отсчитывать перемещения черной полосы по делениям шкалы. Основные параметры вертикального интерферометра: диапазон измерения от 0 до 150 мм, значение цены деления шкалы можно настраивать на требуемую величину, но наиболее используемые цены деления 0,02; 0,05; 0,1; 0,2 мкм.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.