Совершенствование системы контактных преобразователей

Скорость движения преобразователя и частоту вибрации иглы рассчитывают таким образом, чтобы в расчет входили ординаты, отстоящие не более чем на 1 мкм друг от друга. При движении образца относительно иглы она «шагает» по неровностям поверхности, изменяя в то же время свое положение по вертикали в зависимости от того, соприкасается ли игла с поверхностью во впадине или на выступе.

Дальнейшее совершенствование системы контактных преобразователей должно идти в направлении уменьшения как статического, так и динамического усилий ощупывания и создания малоинерционных систем, например с электронной компенсацией, чтобы использовать профилирующие приборы для более широкого ассортимента материалов. Несмотря на многообразие методов исследования шероховатости поверхности и ее микрогеометрии, иногда применить описанные методы оказывается сложно, так как участки исследуемой поверхности трудно доступны для прибора или наблюдателя, например при исследовании деталей больших размеров, когда разместить деталь на приборе вообще невозможно, или при исследовании внутренней поверхности в глубоких отверстиях, каналах и т. п.

Могут быть также случаи, когда сами поверхности в принципе по своим свойствам не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к образцам для того, чтобы прибор давал правильные, неискаженные результаты исследования. Например, при использовании электронного микроскопа объект, помещаемый в пространство, где проходят пучки электронов, часто должен быть прозрачным для них, но в некоторых местах должен задерживать их движение с тем, чтобы создавать на экране микроскопа достаточно контрастное изображение.

Перемещение иглы регистрируется так же, как в обычных индуктивных преобразователях, – с помощью системы, состоящей из якоря, сердечника с катушками.

Шероховатость сферических поверхностей

Вся система может перемещаться вертикально на плоских пружинах и связана стержнем с вибратором, состоящим из якоря и катушки. Для этого в электронной микроскопии широко применяют так называемое металлическое оттенение образца. Сложная форма поверхностей также в большинстве случаев препятствует использованию многих как оптических, так и щуповых приборов. Хотя и существует ряд приспособлений к приборам, но и с их помощью не все поверхности можно исследовать полностью.

Трудно исследовать шероховатость сферических поверхностей с малым радиусом закругления (поверхности шарикоподшипников), весьма малогабаритных деталей в приборостроении, элементов резьбовых соединений, особенно внутренней резьбы, и т. д. Можно привести много примеров поверхностей сложной формы, когда весьма эффективные методы исследования, дающие достоверные результаты, нельзя применить по приведенным выше причинам.

На помощь приходит метод изготовления отпечатков. Исследование в этом случае сводится к измерению геометрической формы неровностей не самого объекта, а отпечатка (или, как говорят, реплики) подлежащего исследованию участка поверхности. Приготовление отпечатков с поверхности значительно расширяет возможности использования самых различных методов выявления и измерения степени шероховатости поверхности и изучения конфигурации неровностей.

В первую очередь это относится к оптическим и бесконтактным методам измерения, включая и электронную микроскопию. Методы электронной микроскопии в большинстве случаев основываются именно на методе отпечатков. В зависимости от применяемого метода исследования шероховатости поверхности по отпечатку к нему предъявляют различные требования. В основном они сводятся к следующему.