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表面粗さ測定器の構成-2  忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日も、表面粗さ測定器の構成について述べます。


■検出器
  表面粗さ測定器に用いられる検出器には、一般的に変位形と速度形とが
 あります。変位形は、機械的な変位に比例した電気出力が得られ、低周波で
 の特性がよいことと、測定範囲の広いことが特徴です。しかし、構造的に
 小形化が難しい問題があります。代表的なものに差動トランスや抵抗線ひ
 ずみ計があります。
 
  速度形は、変位の速さに比例した出力が得られ、高周波での特性に優れて
 いますが、低周波で出力特性が悪くなるのが欠点です。しかし、小形化が
 容易ですので、中心線平均粗さ測定器に多く用いられます。代表的なもの
 に、可動線輪形、可動磁石形があります。
 

■送り装置
  送り装置は、表面粗さ測定器の目的によって構造が変わってきます。たと
 えば断面曲線を記録するものでは、送り装置の内部に超精密仕上げをした
 基準面(案内)を持っていて、この面に沿って検出器が移動して基準面と
 被測定面の偏差を検出する構造のものが多く採用されています。送り速度
 は比較的低速です。
 
  また、平均粗さを直示するものは、必ずしも装置内に案内面を持たず、
 に、スキッド付きの検出器で被測定面を測定の基準面と考える構造のもの
 が多く用いられています。
 
  粗さ曲線の瞬時平均値を直示する連続指示形の場合は、測定者が設定した
 範囲内を検出器が往復運動を行ない、指示計器上の指針の平均位置を測定者
 が目測で読み取ります。その聞は指示装置への入力信号がないため、指示
 計器の指針はゼロ点の方向に移動してしまいます。ですから読取りに影響
 を与えないように反転時間の短い安定した往復運動ができるような構造に
 なっています。
  いずれにしても、振動の小さいこと、送り速度が等速であることが、共通
 した必要条件となります。
 
 
■ろ波器(フィルタ)
  ろ波器の役目は、断面曲線から粗さ成分を取り出すために長い波長の成分
 を取り除くことです。ろ波器の特性は、図4に示すように限界の周波数と、
 その付近の周波数成分の減衰特性の2つで決まります。横軸は波長Aとカット
 オフ値Acの比で、縦軸は粗さ成分の通過量を示しています。このグラフは
 カットオフ値を選ぶということは、表面粗さと考える波長を選ぶことに相当
 するということを示しています。
  ですから、ろ波器を通過してきた粗さ曲線の形は、図5に示すように、
 カットオフ値の選びかたによって違った形になります。したがって、カット
 オフ値を変えることによって中心線平均粗さ(Ra) の値が大きく変わること
 は、そのカットオフ値の近くの波長をもった粗さ成分が多いことを意味し
 ます。

伝播率


断面曲線と粗さ曲線


 
 
■拡大装置
  拡大装置は、検出器からの非常に弱い信号を記録計を駆動して、断面曲線
 粗さ曲線を描かせる出力に増幅したり、指示計で平均粗さを直示させる出力
 に増幅する装置です。その周波数特性は断面曲線を記録する測定器の場合に
 は、うねり成分の波長領域から、粗さ成分の波長領域まで、十分に平坦でな
 ければなりません。

  また、検出器に速度形を用いている平均粗さ測定器の場合は、検出器の
 出力が速度に比例した出力になるため、積分回路が必要になります。


■指示装置
  これを変位に比例した出力に変換するフィルタを通過した“粗さ"の信号
 は、整流回路によってRa値に変換され指示計で直示されます。連続指示形の
 平均粗さ測定器の場合は、指示装置の応答時間(最大目盛値に相当する信号
 を入力してから最大目盛値の95%に達するまでの時間)が大きいと、指示計の
 指針が正規な値に達する前に反転位置に来てしまい、正常な値を指示しない
 ことがあります。特に検出器の送り速度が速く、設定距離の短い場合には
 注意する必要があります。
 
 
■記録装置
  図1のブロック線図のように、ろ波器の前に記録装置が接続される場合
 は、記録計により描かれる記録図形は断面曲線になります。したがって、
 この記録図形から最大高さ(Rmax) および十点平均粗さ(Rz) を求めること
 ができます。
 
  ブロック線図の点線のように、ろ波器の後に接続される場合は、記録計に
 より描かれる記録図は、粗さ曲線になります。平均粗さ測定器に接続される
 記録装置の多くは、このような形で接続されます。記録図形の縦倍率は拡大
 装置と記録装置の各々の倍率を乗じたもので決まり、横倍率は記録紙の送り
 速度で除した値になります。
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ジャンル : ビジネス

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