ME3072 – KỸ THUẬT ĐO
Chương 5. Dụng cụ và sơ đồ đo kích thước
Sơ đồ đo với dụng cụ cầm tay Đo kích thước trên máy đo tọa độ và kính hiển vi
5.1 Phương pháp đo một tiếp điểm
Đầu đo tiếp xúc với bề mặt đo từng điểm một. Từ tọa độ các điểm đo → tính được kích thước cần đo.
Ví dụ: các điểm được đo A (xA, yA, zA), B (xB, yB, zB)
+ −
+ −
Tùy cách đặt các điểm đo mà kết quả tính khác nhau!!!!
C (xC, yC, zC)
Khoảng cách: = = −
+ −
+ −
= = −
+ −
+ −
= = −
=
× × 2
= ( − )( − )( − ) = + + 2
5.1 Phương pháp đo một tiếp điểm
A1
AN
R=?
D=?
A1 (x1, y1, z1), A2 (x2, y2, z2), . . . , AN (xN, yN, zN); N > 3
A2
O
A3
A4
Tìm điểm O (xO, yO, zO), bán kính R=D/2 sao cho:
− →
= 0
−
→
, , , = −
+ −
+ −
= 0
= 0
= 0
5.2 Phương pháp đo một tiếp điểm
Máy đo 3 tọa độ
5.2 Phương pháp đo hai tiếp điểm
Phương pháp đo hai tiếp điểm là phương pháp đo mà khi đo các yếu tố đo của thiết bị đo tiếp xúc với bề mặt chi tiết đo ít nhất là trên 2 tiếp điểm, trong đó nhất thiết phải có hai tiếp điểm nằm trên phương biến thiên của kích thước đo.
Để chi tiết đo được ổn định nâng cao độ chính xác khi đo người ta cần chọn mặt chuẩn và mặt đo phù hợp với hình dạng bề mặt đo sao cho chi tiết đo ổn định dưới tác dụng của lực đo. Ngoài ra, để giảm ảnh hưởng của sai số chế tạo mặt chuẩn và mặt đo cần có thêm các tiếp điểm phụ để làm ổn định thông số đo.
Trong hai tiếp điểm, một gắn với yếu tố định chuẩn MC và một gắn với yếu tố đo MĐ. Yêu cầu MĐ song song MC và cùng vuông góc với 1-1.
5.2 Phương pháp đo hai tiếp điểm
Phương pháp đo hai tiếp điểm là phương pháp đo mà khi đo các yếu tố đo của thiết bị đo tiếp xúc với bề mặt chi tiết đo ít nhất là trên 2 tiếp điểm, trong đó nhất thiết phải có hai tiếp điểm nằm trên phương biến thiên của kích thước đo.
5.3 Phương pháp đo ba tiếp điểm
Phương pháp đo ba tiếp điểm là phương pháp đo mà khi đo các yếu tố đo của thiết bị đo tiếp xúc với bề mặt chi tiết đo ít nhất là trên 3 điểm, trong đó không tồn tại một cặp tiếp điểm nào nằm trên phương biến thiên của kích thước đo
Cơ sở 1 Từ một điểm I ngoài vòng tròn, quan sát vòng tròn dưới hai tiếp
h
R
1
1
sin
2
lấy dấu + khi đặt điểm quan sát ở N (1). lấy dấu - khi đặt điểm quan sát ở M (2).
tuyến IA và IB hợp với nhau một góc α. Khi R thay đổi, tâm O của vòng tròn sẽ di chuyển trên phân giác I-x
5.3 Phương pháp đo ba tiếp điểm
Cơ sở 1
Trong kỹ thuật ta bắt buộc phải tiến hành phép đo so sánh vì kích thước h không xác định được. Do đó ta có:
R
Từ một điểm I ngoài vòng tròn, quan sát vòng tròn dưới hai tiếp tuyến IA và IB hợp với nhau một góc α. Khi R thay đổi, tâm O của vòng tròn sẽ di chuyển trên phân giác I-x
1
sin
h 1 2
1
K
R = R0 + R
h R
sin
1 2
Tỷ số truyền phụ của sơ đồ đo
5.3 Phương pháp đo ba tiếp điểm
Cơ sở 2
2
2
H
L
Với cung lồi:
D
2
R
2
H
2 L
Với cung lõm:
D
2
R
Hd H Hd H
Khi tiến hành đo so sánh D0 ta có:
2
D
1
h
D = D0 + D
2
L H
Dựa trên nguyên tắc qua 3 điểm có thể dựng được một vòng tròn duy nhất. Như thế, nếu một trong 3 điểm thay đổi toạ độ thì sẽ có một vòng tròn mới có bán kính khác. Cố định hai trong ba điểm và theo dõi chuyển vị của điểm thứ ba!
5.3 Phương pháp đo ba tiếp điểm
5.4 Đo kích thước bằng kính hiển vi
Phương pháp đo kích thước bằng kính hiển vi có thể được coi là một phương pháp đo kích thước không tiếp xúc cổ điển.
Kính hiển vi quang học là một loại kính hiển vi sử dụng ánh sáng khả kiến để quan sát hình ảnh các vật thể nhỏ được phóng đại nhờ một hệ thống các thấu kính thủy tinh.
Kính hiển vi quang học là dạng kính hiển vi đơn giản, lâu đời nhất và cũng là phổ biến nhất.
Các kính hiển vi quang học cũ thường phải quan sát hình ảnh trực tiếp bằng mắt nhìn qua thị kính, nhưng các kính hiện đại hiện nay còn được gắn thêm các CCD camera
5.4 Đo kích thước bằng kính hiển vi
Phương pháp đo kích thước bằng kính hiển vi có thể được coi là một phương pháp đo kích thước không tiếp xúc cổ điển.
5.4 Đo kích thước bằng kính hiển vi
Cấu tạo kính hiển vi quang học
Thị kính
Vật kính
Vật kính: Độ phóng càng lớn, kích thước càng lớn
5.4 Đo kích thước bằng kính hiển vi
Cấu tạo kính hiển vi quang học
Hệ chiếu sáng
Gương hoặc đèn chiếu sáng: hướng ánh sáng qua mẫu vật
Lắp chắn sáng: điều chỉnh lượng ánh sáng Đĩa có kích thước khác nhau
5.4 Đo kích thước bằng kính hiển vi
Độ phóng đại
Vd: 100x = 100 lần lớn
Độ phóng đại = độ phóng đại của vật kính × độ phóng đại của thị kính
Thị kính : 10 x Vật kính : 45x Độ phóng đại của hệ = (10 x 45) = 450 lần
5.4 Đo kích thước bằng kính hiển vi
Trường nhìn (FOV – Field of View)
Hình ảnh bị đảo ngược và lộn ngược
Độ phóng đại tỉ lệ nghịch với trường nhìn!
Khi tăng độ phóng đại - Đối tượng đo được thể hiện lớn hơn -Trường nhìn trở nên nhỏ hơn
5.4 Đo kích thước bằng kính hiển vi
Xác định kích thước của vật mẫu
Quan sát đối tượng đo từ mức năng lượng thấp đến cao
Ước tính có bao nhiêu lần đối tượng sẽ phù hợp với đường kính của trường nhìn
Chia đường kính của FOV cho số lượng vật thể có thể vừa với nó
Ví dụ: Ba chữ cái e sẽ phù hợp với FOV 1800 micromet Mỗi chữ cái khoảng 600 micromet
5.5 Đo kích thước trong
Về bản chất kích thước lỗ (kích thước trong) thuộc phạm trù kích thước thẳng nên về nguyên tắc vẫn có thể dùng ba phương pháp đo cơ bản đã nêu để đo. Tuy nhiên, do đặc điểm kích thước là kích thước trong nên không gian rất hạn chế, cần thiết phải có đầu đo chuyên dùng kết hợp với các phương tiện đo ngoài thông dụng để đo lỗ
Trong kết cấu đầu đo lỗ cần giải quyết vấn đề:
• Biến đổi phương chuyển vị đo.
• Bảo đảm chuyển vị đo theo đúng phương biến thiên kích thước đo.
• Truyền chuyển vị đo đã đổi phương ra dụng cụ chỉ thị.
5.5 Đo kích thước trong
Sơ đồ đo sử dụng đồng hồ đo lỗ
Thường dùng kim côn , đòn bẩy hay nêm→đổi phương chuyển vị.
5.5 Đo kích thước trong
Sơ đồ đo sử dụng đồng hồ đo lỗ
Thường dùng kim côn , đòn bẩy hay nêm→đổi phương chuyển vị.
5.5 Đo kích thước trong
Tỷ số truyền
Trong đó loại đầu đo dùng kim côn có tỷ số truyền khi đổi phương chuyển vị:
5.5 Đo kích thước trong
Dụng cụ đo kích thước trong
Để đảm bảo phương chuyển vị đo của tiếp điểm đo động nằm trên phương biến thiên kích thước đo, tức là phải đi qua tâm, người ta dùng các loại kết cấu cầu định tâm như hình:
5.5 Đo kích thước trong
Dụng cụ đo kích thước trong
5.5 Đo kích thước trong
Đo lỗ bằng phương tiện đo khí nén
Dựa nguyên tắc để đo: áp suất hay lưu lượng của dòng khí nén thay đổi khi xuất hiện sự thay đổi của cản chắn trên dòng chảy của nó →Sự thay đổi cản chắn là sự thay đổi kích thước lỗ.
Đo phương pháp so sánh giữa lỗ đo – lỗ mẫu
Áp suất dư H = const chảy qua đầu phun vào d1 = const ,chảy qua d2 đầu phun đo
5.5 Đo kích thước trong
Đo lỗ bằng phương tiện đo khí nén
Áp suất dư H = const chảy qua đầu phun vào d1 = const rồi chảy qua lỗ cần đo
d2 gọi là đầu phun đo. Áp đo h chỉ phụ thuộc vào d2 theo công thức:
Bằng phương pháp đo so sánh với lỗ mẫu d20, căn cứ vào sự thay đổi áp suất đo
h có thể suy ra sự thay đổi đầu phun đo d2.
2 d
h k
5.5 Đo kích thước trong
Đo lỗ bằng phương tiện đo khí nén
Khi lỗ đo d2 lớn hơn 1mm thường dùng phương án Hình b như sau: người ta đặt vào giữa lỗ phun đo một trục hoặc một viên bi có đường kính d0 làm giảm tiết diện chảy qua đầu phun đo nhằm nâng cao độ chính xác khi đo
