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DE2219517B1 - Device for the pneumatic measurement of the deviations in the surface shape of test objects, in particular the surface roughness - Google Patents

Device for the pneumatic measurement of the deviations in the surface shape of test objects, in particular the surface roughness

Info

Publication number
DE2219517B1
DE2219517B1 DE2219517A DE2219517DA DE2219517B1 DE 2219517 B1 DE2219517 B1 DE 2219517B1 DE 2219517 A DE2219517 A DE 2219517A DE 2219517D A DE2219517D A DE 2219517DA DE 2219517 B1 DE2219517 B1 DE 2219517B1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring
measuring nozzle
nozzle
transducer
direct
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE2219517A
Other languages
German (de)
Inventor
Auf Nichtnennung Antrag
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FEINPRUEF FEINMESS U PRUEFGERAETE GmbH
Original Assignee
FEINPRUEF FEINMESS U PRUEFGERAETE GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19712145792 external-priority patent/DE2145792C/en
Application filed by FEINPRUEF FEINMESS U PRUEFGERAETE GmbH filed Critical FEINPRUEF FEINMESS U PRUEFGERAETE GmbH
Publication of DE2219517B1 publication Critical patent/DE2219517B1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B13/00—Measuring arrangements characterised by the use of fluids
    • G01B13/22—Measuring arrangements characterised by the use of fluids for measuring roughness or irregularity of surfaces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Description

Nach einer weiteren Ausführungsform der Zusatzerfindung kann der Meßwertaufnehmer ein mechanisch-elektrischer, z. B. ein induktiver Taster mit einer Tastkugel sein und der direkten Meßdüse ein pneumatisch-elektrischer Wandler nachgeschaltet sein und ferner die Differenzbildung der Signale auf elektrischem Weg erfolgen. Hierdurch kann der an sich bekannte Taster mit seinem einfachen Aufbau und seiner einfachen Bedienung mit dem hier angewandten Meßprinzip verknüpft werden. In weiterer Ausbildung der Erfindung ist dies auch dadurch möglich, daß der Meßwertaufnehmer ein mechani- According to a further embodiment of the additional invention, the Transducer a mechanical-electrical, z. B. an inductive button with a Be a probe ball and the direct measuring nozzle is followed by a pneumatic-electrical converter and also the subtraction of the signals is done electrically. As a result, the button, known per se, with its simple structure and its simple operation can be linked to the measuring principle used here. In further According to the invention, this is also possible in that the transducer a mechanical

scher Feinzeiger mit einer Tastkugel ist, daß der direkten Meßdüse ein pneumatisches Meßgerät nachgeschaltet ist und daß ferner die Differenzbildung durch mechanische, optische oder optisch-elektrische Mittel erfolgt. Hierdurch ist es möglich, die Differenzbildung auf einfachste Weise unmittelbar durch das Auge des Betrachters auszuführen oder aber auch weitere optisch-elektrische Mittel heranzuziehen, um die Differenz selbst anzuzeigen und auszuwerten.Scher dial indicator with a ball probe is that of the direct measuring nozzle a pneumatic measuring device is connected downstream and that also the difference formation takes place by mechanical, optical or opto-electrical means. This is it is possible to form the difference in the simplest possible way directly through the eye of the viewer or to use other optical-electrical means, to display and evaluate the difference yourself.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Zusatzerfindung dargestellt, an Hand derer die Erfindung erläutert wird. Dabei sind in der Zeichnung schematisch nur diejenigen Bauteile wiedergegeben, die zur Erläuterung der Erfindung notwendig erscheinen. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach der Zusatzerfindung mit einer ersten Ausführungsform des Meßwertaufnehmers und der Auswertung der Meßergebnisse, F i g. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach der Zusatzerfindung mit einer zweiten Ausführungsform des Meßwertaufnehmers und der Signalauswertung. In the drawing are two exemplary embodiments of the additional invention shown, on the basis of which the invention is explained. These are in the drawing schematically reproduced only those components that are necessary to explain the invention seem necessary. It shows F i g. 1 shows a schematic representation of the device according to the additional invention with a first embodiment of the transducer and the evaluation of the measurement results, F i g. 2 is a schematic representation of FIG Device according to the additional invention with a second embodiment of the transducer and the signal evaluation.

Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, daß der über die Druckluftversorgung 1 gespeisten direkten Meßdüse 2 ein Meßwertaufnehmer 4 bzw. 7 zugeordnet ist. der ein dem Füllprofil der angetasteten Prüflingsoberfläche 3 entsprechendes Signal abgibt. Both embodiments have in common that the compressed air supply 1 fed direct measuring nozzle 2 is assigned a transducer 4 or 7. the a signal corresponding to the filling profile of the touched test object surface 3 gives away.

Ferner wird bei beiden Ausführungsformen die Differenz der Ausgangssignale der direkten Meßdüse und der Meßwertaufnehmer nach Signaiwandlung gebildet.Furthermore, in both embodiments, the difference between the output signals the direct measuring nozzle and the transducer formed after signal conversion.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist der NIeßwertaufnehmer ein mechanisch-elektrischer. In the embodiment according to FIG. 1 is the measuring transducer on mechanical-electrical.

nämlich ein induktiver Taster 4 mit der bekannten Tastkugel. Der direkten Meßdüse 2 ist ein pneumatisch-elektrischer \\wandler5 nachgeschaltet. Sowohl der induktive Taster 4. als auch der pneumatischelektrische Wandler 5 der direkten Meßdüse 2 geben somit ein elektrisches Signal ab. Innerhalb des schematisch dargestellten elektrischen Auswerte- und Anzeigegeräts 6 wird die Differenz der beiden elektrischen Ausgangssignale gebildet und zweckmäßig sogleich zur Anzeige gebracht. wobei die Skala eines solchen Anzeigegeräts in Obertlächenmeßgrößcn.namely an inductive button 4 with the known stylus ball. The direct one Measuring nozzle 2 is followed by a pneumatic-electrical converter5. Both the inductive button 4. as well as the pneumatic-electric converter 5 of the direct measuring nozzle 2 thus emit an electrical signal. Within the schematically shown electrical evaluation and display device 6 is the difference between the two electrical Output signals formed and expediently immediately displayed. where the Scale of such a display device in surface measurement sizes.

z. B. gemittelte Rauhtiefe. arithmetischer Mittenrauheit oder Glättungstiefe in Mikron eingeteilt sein kann. so daß eine direkte Ablesung der Oberflächenmeßgrößen möglich ist.z. B. mean surface roughness. arithmetic mean roughness or smoothing depth be divided into microns can. so that a direct reading of the surface measured quantities is possible.

Die Meßdüse 2 und der Taster 4 werden zweckmäßig in einem gemeinsamen Meßelement zusammengefaßt. das dann relativ zur Prüflingsoberfläche 3 an ihr entlang bewegt wird, um örtliche Meßwerte sowie Minimal- und Maximalwerte der Abweichungen der Oberflächengestalt zu ermitteln, wie dies in der Hauptpatentanmeldung im einzelnen beschrieben ist. The measuring nozzle 2 and the button 4 are expediently in a common Measuring element summarized. then along it relative to the test object surface 3 is moved to local measured values as well as minimum and maximum values of the deviations to determine the surface shape, as detailed in the main patent application is described.

Bei der Ausführungsform nach Fig.2 wird wiederum über die Druckluftversorgung 1 die direkte Meßdüse 2 beaufschlagt. Die Prüflingsoberfläche ist wiederum mit 3 bezeichnet. In the embodiment according to FIG. 2, the compressed air supply is again used 1 applied to the direct measuring nozzle 2. The test object surface is again marked 3 designated.

Der Meßwertaufnehmer ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein mechanischer Feinzeiger 7 mit einer Tastkugel ausgebildet, und es ist der direkten Meßdüse 2 ein pneumatisches Meßgerät 8 nachgeschaltet. Die Ausgangssignale der direkten Meßdüse 2 einerseits und des Meßwertaufnehmers in Gestalt des Feinzeigers 7 andererseits werden direkt optisch über die zugeordneten Zeigerinstrumente angezeigt, und es kann auch die Differenzbildung auf optischem Weg erfolgen, z. B. durch gleichzeitige Ablesung beider Anzeigegeräte. The transducer in this embodiment is a mechanical one Dial indicator 7 is designed with a probe ball, and it is the direct measuring nozzle 2 a pneumatic measuring device 8 is connected downstream. The output signals of the direct measuring nozzle 2 on the one hand and the transducer in the form of the dial indicator 7 on the other hand are displayed visually directly via the assigned pointer instruments, and it the difference can also be formed optically, e.g. B. by simultaneous Reading of both display devices.

Zweckmäßig ist aber gemäß der Ausführungsform nach F i g. 2 sowohl dem pneumatischen Meßgerät 8 der Meßdüse 2 als auch dem Feinzeiger 7 jeweils ein Signalwandler nachgeschaltet, nämlich in Gestalt eines Drehgebers 9. Es wird also die jeweilige Zeigerstellung in ein dem Ausgangssignal der beiden Meßglieder entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt. In dem elektrischen Meßgerät 10 kann dann die Differenz der beiden Signale gebildet und direkt zur Anzeige gebracht werden. However, according to the embodiment according to FIG. 2 both the pneumatic measuring device 8 of the measuring nozzle 2 and the dial indicator 7 each Signal converter connected downstream, namely in the form of a rotary encoder 9. So it is the respective pointer position in a corresponding to the output signal of the two measuring elements electrical signal converted. In the electrical measuring device 10 can then be the difference of the two signals are generated and displayed directly.

Im Rahmen der Zusatzerfindung sind weitere Kombinationen der verschiedenen Meßwertautnehmer mit der Meßdüse und der jeweils gewünschten Signalwandler möglich. wobei jeweils dann die gewünschte Kompensationswirkung des Meßs ertaufnehmers in Verbindung mit der direkten Meßdüse erzielt wird. um mit der gewünschten erhöhten Meßsichetheit die Abweichungen der Oberflächengestalt des Prüflings und insbesondere der Oberflächenrauheit bei besserer Reproduzierbarkeit zu messen und zu prüfen. In the context of the additional invention, further combinations of the various Measured values can be taken with the measuring nozzle and the signal converter required in each case. then in each case the desired compensation effect of the measuring transducer in Connection with the direct measuring nozzle is achieved. to deal with the desired increased Meßsichetheit the deviations in the surface shape of the test object and in particular to measure and check the surface roughness with better reproducibility.

Es wird bemerkt. daß bei der Abgabe des Hüllprofils der angetasteten Prüflingsoberfläche von der Definition nach DIN 4762 ausgegangen wird. It is noticed. that in the delivery of the envelope profile of the touched Test object surface is based on the definition according to DIN 4762.

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur pneumatischen Messuag der Abweichungen der Oberflächengestaft ton Prüflingen, insbesondere der Oberflächenrauheit, unter Verwendung von entlang der Prüflingsoberfläche geführten Meßdüsen, nach Patentanmeldung P 2145792.1-52, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens jeweils einer direkten Meßdüse (2) wenigstens ein Meßwertaufnehmer (4,7) zugeordnet. ist, der ein dem Hüllprofil der angetasteten Prüflingsoberfläche entsprechendes Signal abgibt, und die Differenz der Ausgangssignale der direkten Meßdüse (2) und der Meßwertaufnehmer (4, 7), gegebenenfalls nach Signalwandlung, gebildet wird.Claims: 1. Device for pneumatic measurement of the deviations the surface structure of the test objects, in particular the surface roughness Use of measuring nozzles guided along the surface of the test piece, according to patent application P 2145792.1-52, characterized in that at least one direct measuring nozzle (2) at least one transducer (4,7) assigned. is the one the envelope profile emits a signal corresponding to the touched test object surface, and the difference the output signals of the direct measuring nozzle (2) and the transducers (4, 7), if necessary after signal conversion, is formed. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer (4,7) aus einem mechanischen Tastglied mit einem die sem nachgeschalteten nichtpneumatischen Signalwandler besteht, daß der direkten Meßdüse (2) ein Signalwandler (5,8,9) mit einem Ausgangssignal gleicher physikalischer Größe wie die des Ausgangssignals des ersten Signalwandlers nachgeschaltet ist und die Differenz beider Ausgangssignale gebildet wird. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the transducer (4,7) from a mechanical feeler element with a non-pneumatic downstream of the sem Signal converter consists that the direct measuring nozzle (2) has a signal converter (5,8,9) an output signal of the same physical size as that of the output signal of the first signal converter is connected downstream and the difference between the two output signals is formed. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer (4,7) ein mechanisch-elektrischer, z.B. ein induktiver Taster (4) mit einer Tastkugel ist, daß der direkten Meßdüse (2) ein pneumatisch-elektrischer Wandler (5) nachgeschaltet ist und daß die Differenzbildung der Signale auf elektrischem Weg erfolgt. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the transducer (4,7) a mechanical-electrical, e.g. an inductive probe (4) with a probe ball is that the direct measuring nozzle (2) is followed by a pneumatic-electrical converter (5) and that the subtraction of the signals takes place electrically. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufnehmer (4,7) ein mechanischer Feinzeiger (7) mit einer Tastkugel ist, daß der direkten Meßdüse (2) ein pneumatisches Meßgerät (8) nachgeschaltet ist und daß die Differenzbildung durch mechanische, optische oder optisch-elektrische Mittel (7,9; 8,9) erfolgt. 4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the transducer (4,7) a mechanical dial indicator (7) with a ball probe that the direct Measuring nozzle (2) is followed by a pneumatic measuring device (8) and that the difference is formed by mechanical, optical or opto-electrical means (7.9; 8.9). Die Hauptpatentanmeldung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur pneumatischen Messung der Abweichungen der Oberflächengestalt von Prüflingen, insbesondere der Oberflächenrauheit, unter Verwendung von entlang der Prüflingsoberfläche geführten Meßdüsen. The main patent application relates to a device for pneumatic Measurement of the deviations in the surface shape of test objects, especially the Surface roughness, using guided along the specimen surface Measuring nozzles. Die Erfindung nach der Hauptpatentanmeldung besteht bei einer derartigen Vorrichtung in der Zuordnung wenigstens eines Kontakt-Meßdüsen--Elements zu wenigstens einer direkten Meßdüse für jede Meßstelle und in der Volumen- und Druckdifferenzbildung an den Meßleitungen von direkten Meßdüsen und Kontakt-Meßdüsen-Elementen. Es elatsteht bei einer derartigen Vorrichtung nach dem Hauptpatent das Meßergebnis durch Antasten der Prüflingsoberfläche mit wenigstens einer direkten Meßdüse einerseits und wenigstens einem Kontakt-Meßdüsen-Element andererseits in Differenzschaltung. Es ist dadurch das Meßergebnis und dessen Anzeige von einer genauen Justierung des gesamten Meßelements zur PxuflingsoberXä-che~unabhängig, welmehr kann die Meßdüse innerhalb. ihres WIeßliereichs einen beliebigen Abstand zur Prüflingsoberfläche einnehmen. The invention according to the main patent application consists in such a Device in the assignment of at least one contact measuring nozzle element to at least a direct measuring nozzle for each measuring point and in the formation of the volume and pressure difference on the measuring lines of direct measuring nozzles and contact measuring nozzle elements. It stands in such a device according to the main patent, the measurement result by touching the test object surface with at least one direct measuring nozzle on the one hand and at least a contact measuring nozzle element on the other hand in a differential circuit. It is through it the measurement result and its display of an exact adjustment of the entire measuring element Independent of the upper surface, what can the measuring nozzle inside. of their knowledge take any distance to the test object surface. Das Kontakt-Meßdusen-Element kompensietEt jeweils durch die Differenzschaltung die jeweilige Lageänderung des gesamten Meßelements und der Meßdüse mit der für pneumatische Meßverfahren üblichen geringen Meßunsicherheit.The contact measuring nozzle element compensates through the differential circuit the respective change in position of the entire measuring element and the measuring nozzle with the for Pneumatic measuring methods usual low measurement uncertainty. Der Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Verbesserung und insbesondere eine Erweiterung der verwendbaren Bauteile und der anwendbaren Meßschaltungen unter Anwendung des auch der Erfindung nach dem Hauptpatent zugrunde liegenden Prinzips mit dessen Vorteilen und Wirkungen zu ermöglichen. The additional invention is based on the task of a further improvement and in particular an expansion of the components that can be used and the applicable ones Measuring circuits using the also the invention according to the main patent to enable lying principle with its advantages and effects. Dies wird nach der Zusatzerfindung dadurch erreicht, daß wenigstens jeweils einer direkten Meßdüse wenigstens ein Meßwertaufnehmer zugeordnet ist, der ein dem Hüllprofil der angetasteten Prüflingsoberfläche entsprechendes Signal abgibt, und die Differenz der Ausgangssignale der direkten Meßdüse und der Meßwertaufnehmer, gegebenenfalls nach Signalwandlung, gebildet wird. This is achieved according to the additional invention in that at least at least one transducer is assigned to each direct measuring nozzle, which emits a signal corresponding to the envelope profile of the probe surface, and the difference between the output signals of the direct measuring nozzle and the transducers, possibly after signal conversion, is formed. Hierdurch wird erreicht, daß das Meßergebnis und dessen Anzeige von einer genauen Justierung des gesamten Meßelements zur Prüflingsoberfläche unabhängig ist, es kann die Meßdüse innerhalb ihres Meßbereichs einen beliebigen Abstand zur Prüflingsoberfläche einnehmen. Bei der Zusatzerfindung kompensiert der Meßwertaufnehmer durch die Differenzbildung seines Ausgangssignals und des der direkten Meßdüse die jeweilige Lageänderung des gesamten Meßelements und der Meßdüse mit der schon erwähnten geringen Meßunsicherheit. Auch dieser Meßwert aufnehmer und die direkte Meßdüse können in einem Meßelement zusammengefaßt und über die Prüflingsoberfläche geführt werden. Die Differenz der Ausgangssignale kann gegebenenfalls nach Signalwandlung gebildet werden, wenn nämlich der Meßwertaufnehmer selbst ursprünglich ein Ausgangssignal unterschiedlicher physikalischer Größe gegenüber dem der Meßdüse abgibt. This ensures that the measurement result and its display of an exact adjustment of the entire measuring element to the test object surface independently is, it can be any distance to the measuring nozzle within its measuring range Occupy the surface of the test specimen. In the additional invention, the transducer compensates by forming the difference between its output signal and that of the direct measuring nozzle respective change in position of the entire measuring element and the measuring nozzle with the one already mentioned low measurement uncertainty. Also this transducer and the direct measuring nozzle can be combined in one measuring element and guided over the surface of the test object will. The difference between the output signals can, if necessary, after signal conversion are formed, namely when the transducer itself originally provided an output signal different physical size compared to that of the measuring nozzle emits. Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Zusatzerfindung besteht der Meßwertaufnehmer aus einem mechanischen Tastglied mit einem diesem nachgeschalteten nichtpneumatischen Signalwandler, ist der direkten Meßdüse ein Signalwandler mit einem Ausgangssignal gleicher physikalischer Größe wie die des Ausgangssignals des ersten Signalwandleims nachgeschaltet und wird die Differenz beider Ausgangssignale gebildet. Hierdurch wird ein einfacher Aufbau des gesamten Meßelements ermöglicht und zugleich die gewünschte Kompensation der Tastergebnisse beider. Meßglieder in einfacher Schaltungstecluuk erreicht. According to an expedient embodiment of the additional invention the transducer consists of a mechanical feeler element with a downstream one non-pneumatic signal converter, the direct measuring nozzle is a signal converter with an output signal of the same physical size as that of the output signal of the first signal wall glue and the difference between the two output signals educated. This enables a simple construction of the entire measuring element and at the same time the desired compensation of the tactile results of both. Measuring elements in simple circuit tecluuk achieved.
DE2219517A 1971-09-14 1972-04-21 Device for the pneumatic measurement of the deviations in the surface shape of test objects, in particular the surface roughness Pending DE2219517B1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19511882B4 (en) * 1995-03-31 2005-01-05 Audi Ag Method for solidifying workpiece surfaces

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