Mérés mérőmikroszkóppal 6.

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Mérés mérőmikroszkóppal 6."

Ervin Dobos
8 évvel ezelőtt
Látták:

Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék kiadva: 2012.02.12. Mérés mérőmikroszkóppal 6. A mérések helyszíne: D. épület 523-as terem.

1 Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék kiadva: Mérés mérőmikroszkóppal 6. A mérések helyszíne: D. épület 523-as terem. Az aktuális mérési segédletek a MOGI Tanszék honlapján érhetők el a oldalon. 1. A mérés célja A mérés célja az ún. műhelyi mérőmikroszkóppal való mérés megismerése. A műszer lényege egy irányzó-mikroszkóp és egy olyan mechanizmus, a tárgyasztal, amelyet két egymásra merőleges irányban el lehet mozgatni, valamint tengely körül forgatni és ezt az elmozdulást (vagy szöget) lehet mérni mikrométerorsók, illetve szögskála segítségével. 2. Elméleti háttér 2.1. A mikroszkóp A mikroszkóp egy összetett nagyítórendszer, amely két gyűjtőlencse-rendszer segítségével kisméretű tárgyak jelentősen nagyított, fordított állású látszólagos képét állítja elő. A fénymikroszkópok fénytörő lencséket alkalmaznak, melyek üvegből készülnek. Ezek segítségével irányítják a fényt a szembe. Minden mikroszkóp értéke elsősorban a nagyításától és a felbontóképességétől függ. A nagyítás mértéke a megfigyelt tárgy egyes részeinek lineáris növekedése, a felbontóképesség pedig az a szög, amely alatt két különálló pontot még külön-pontként érzékelünk. Az emberi szem felbontóképességének határa egy ívperc (1'). A fény hullámtermészete miatt - bármilyen tökéletesen csiszolt lencse esetén is - a lencse befogadó nyílásán fényelhajlás lép fel, aminek következtében egy pontszerű tárgy képe nem pontszerű lesz, hanem helyette egy kis fénylő korongot kapunk. Mivel ezek a kis korongok átfedik egymást, megakadályozzák, hogy tetszés szerinti finomságú struktúrát észlelni tudjunk. A fénymikroszkóp nagyítása legtöbbször maximum 1500-szoros, elméleti felbontásuk 0,2 mikrométer. Hogy ideális vetített képet kapjunk, egy adott pontból érkező fénysugárnak egy pontba kell érkeznie. Ez természetesen nem lehetséges, a torzítás mindenképpen fellép. A torzításnak két fő típusa létezik. A szférikus torzítás, ami a létrehozott kép szélein megfigyelhető meg, illetve a színtorzulás. Ezek megfelelő lencsekombináció választásával korrigálhatók. 6. Mérés mérőmikroszkóppal 1.

1. ábra: A mikroszkóp részei A mikroszkóp részei: 1- szálkeresztes okulár, 2- szöghelyzet mérő okulár, 3- szögmérő megvilágítója, 4- objektív, 5- tárgyasztal, 6- szögasztal rögzítő, (7+11)-

2 1. ábra: A mikroszkóp részei A mikroszkóp részei: 1- szálkeresztes okulár, 2- szöghelyzet mérő okulár, 3- szögmérő megvilágítója, 4- objektív, 5- tárgyasztal, 6- szögasztal rögzítő, (7+11)- mérőorsók, 8- szöghelyzet állító, 9- szögosztás, 10- mérőhasáb, 12- függőleges oszlopot döntő csavar, 13- megvilágító lámpa, 14- rögzítő gomb, 15- objektív-mozgató (élességállító) csavar, 16- függőleges tartóoszlop, 17- ferdefogazású fogasléc. A mikroszkópot alkotó fő részek és funkciójuk magyarázata: A.) Objektív (tárgylencse) B.) Okulár (szemlencse) C.) Élességállító csavar 6. Mérés mérőmikroszkóppal 2.

3 D.) Tárgyasztal E.) Gyűjtőlencse (kondenzor) F.) Fényforrás G.) Állvány A.) A kondenzorból érkező, a vizsgált tárgyon áthaladó és megtört fénysugarak az összetett nagyítórendszer első tagjába, az objektívbe (tárgylencse) kerülnek. Fő feladata a tárgy nagyítása. Az objektív a tárgyról elsődleges valódi nagyított képet készít, amit a szemlencserendszer (okulár) nagyít tovább, és virtuális másodlagos képet hoz létre. Az objektív frontlencséje és a tárgy közötti távolság - a szabad tárgytávolság, a legnagyobb nagyítású tárgylencsék esetében a milliméter törtrésze, ezért a lencse védelmét úgy oldják meg, hogy az objektív egy rugó ellenében felfelé teleszkópszerűen elmozdulhasson. Ily módon elkerülhető a mikroszkóp beállításakor a tárgylemezre való erős rászorítás, ami a frontlencse sérüléséhez vezethet. B.) Az okulár alapvetően az objektívből érkező kép nagyítását szolgálja, illetve korrigál kisebb hibákat. Többnyire a szemlencsének is van saját nagyítása 5x 30x között. A maximális nagyítás a szemlencse és a legnagyobb nagyítású objektív nagyításának szorzatával számítható. A mikroszkóp összes nagyítását az objektív és az okulár nagyításának szorzata adja. C.) Az élességbeállító csavar - az objektív és a tárgy távolságának változtatásával - a kép élesre állítására szolgál. D.) A tárgyasztalra helyezzük a vizsgálandó tárgyat vagy metszetet. A tárgyat az asztalon található kapcsokkal lehet rögzíteni. A mechanikus tárgyasztalon találhatunk skálákat, beosztásokat, melyekkel a helymeghatározás pontosságát lehet növelni. E.) A gyűjtőlencse összegyűjti a fényt a fényforrásból, majd a tárgylemezen keresztül továbbítja a lencsék felé. A kondenzorlencse feladata, hogy a fényforrásból érkező sugarakat a vizsgálandó tárgyra sűrítse. A kondenzor egy fogasléc segítségével fel-le mozgatható. F.) A fényforrás régebbi típusú mikroszkópoknál külső, a modernebb változatoknál már a készülék talpába épített egység. A fényt wolfram izzólámpa, vagy LED fényforrás biztosítja. G.) A mikroszkóp állvány általában, fémből készült, amelynek feladata az optikai részek biztos, rezgésmentes rögzítése és a finompozícionálás biztosítása. H) A tárgyasztal a Z tengely körül elforgatható, valamint a mérőorsók segítségével X-Y irányokba mozgatható. A mérőorsók elé helyezett mérőhasábokkal a mérési tartományt tudjuk kibővíteni. 6. Mérés mérőmikroszkóppal 3.

Mérés és leolvasás a mérőmikroszkóppal A mikroszkóppal való mérés során először helyezzük a metszetet a tárgyasztalra, majd állítsuk élesre a szálkeresztes okulárban látható képet.

4 Mérés és leolvasás a mérőmikroszkóppal A mikroszkóppal való mérés során először helyezzük a metszetet a tárgyasztalra, majd állítsuk élesre a szálkeresztes okulárban látható képet. A mérőorsók által mutatott értékek a szálkeresztes okulárban látható célkereszt metszéspontjának koordinátái valamilyen abszolút koordináta rendszerben. Ha két pont távolságára vagyunk kíváncsiak, a mérőorsók tekerésével a célkeresztet egymás után a két pontra kell pozícionálni, majd a hozzájuk tartozó abszolút koordinátákat, azaz mérőorsó állásokat lejegyezni ábra: Leolvasás mérőorsóról: 1-főosztás, 2-nóniusz, 3-mérőhasáb. Legyenek A(X a ; Y a ) és B(X b ; Y b ) pontok, ahol X a, X b, Y a, Y b az adott pontoknak megfelelő mérőorsó értékek (koordináták). A két pont távolságának abszolút értéke: L X X Y Y 2 a b 2 a b Maguk a mérőorsók egy mikrométerhez hasonlatosak, ugyanúgy kell őket leolvasni. Rendelkeznek egy főskálával, és egy mellékskálával, ún. nóniusszal. A főskálához tartoznak az egész milliméter-osztások, a nóniuszhoz pedig a törtrészek. Az adott mérethez az a nóniusz érték tartozik, amelyik a főskála vízszintes vonalával leginkább egybeesik. 6. Mérés mérőmikroszkóppal 4.

A tárgyasztal X-Y mozgatásán kívül lehetőség van a függőleges tengely körüli elforgatására is. Ezt a szöghelyzet állító csavarral lehet megtenni, rögzíteni pedig a szögasztal rögzítő csavarral.

5 A tárgyasztal X-Y mozgatásán kívül lehetőség van a függőleges tengely körüli elforgatására is. Ezt a szöghelyzet állító csavarral lehet megtenni, rögzíteni pedig a szögasztal rögzítő csavarral. Magán a kör kerületű tárgyasztal peremén végigfut egy 360 -os, fok beosztású skála, amiről az alaphoz rögzített referenciavonal és a hozzá tartozó szögperc osztású nóniusz segítségével a tárgyasztal aktuális, abszolút szögelfordulása olvasható le. 3. ábra: Tárgyasztal szöghelyzetének leolvasása. 3. A mérési feladat 3.1. A mérőeszközökkel való megismerkedés után határozza meg és rögzítse a jegyzőkönyvben azok mérési tartományát és felbontását. A jegyzőkönyvben a mérőeszközöknek beazonosíthatónak kell lenniük, ezért tüntesse fel a gyártót/típust és a mérőeszköz sorszámát is. Ez a mérés ismétlőképességének fontos feltétele. Javasolt, hogy a mérőeszközöket táblázatos formában foglalja össze Készítsen méretezési rajzot a mérésvezető által kiválasztott mérendő munkadarabról! Ezen tüntesse fel a jellegzetes pontok leolvasott koordinátáit. (Nagyon fontos, hogy a leolvasott értékeknek a jegyzőkönyvben szerepelniük kell! Nem elegendő csak az adatokból kiszámított értékek feltüntetése, bármilyen egyszerű legyen is a számítás.) Célszerű a munkadarabot a koordinátatengelyekkel közel párhuzamosra beállítani. Ez a későbbi méretek meghatározásánál lesz igen hasznos, hisz a távolságok a mért koordináták különbségeként egyszerűen meghatározhatók lesznek (Nem lesz szükség a Pitagorasz-tételes számításra.) A furatok átmérőjét és furatközéppontját a furat érintőjének több ponton való lemérésével határozza meg! 6. Mérés mérőmikroszkóppal 5.

6 3.3. Készítsen egy méretezett rajzot az alkatrészről, mely megfelel a műszaki rajz szabványainak! 3.4. Határozza meg a legnagyobb mért távolságokra a mérési bizonytalanságok értékét: Kereszt (x) irányban: h X 2,5 L 25 HL m 2670 Hossz (y) irányban: h Y 2,5 L 48 HL m 2000 Ahol: L - a mért legnagyobb hossz mm-ben H - a munkadarab vastagsága mm-ben 3.5. Írjon rövid szöveges értékelést, melyben kitér az esetleges mérés során előforduló hibákra, azok jellegére és forrására, és/vagy tegyen javaslatot, hogyan küszöbölhetők ki, vagy csökkenthető hatásuk. A jegyzőkönyvet a laborfoglalkozás végén a laborvezetőnek adja át, miután meggyőződött, hogy megfelel a jegyzőkönyvvel szemben támasztott formai és tartalmi követelményeknek. 6. Mérés mérőmikroszkóppal 6.

Hasonló dokumentumok

6. mérés Mérés mérőmikroszkóppal

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék 6. mérés Mérés mérőmikroszkóppal Segédlet a Méréstechnika (BMEGEMIAMG1) Mérés, jelfeldolgozás,