2.典型部件

按照电动轮廓仪的结构组成，典型部件应该包括传感器、电箱、积分表、驱动箱、记录仪等部件。

(1)传感器

BCJ-2型轮廓仪所用传感器是电感传感器，其结构如图4.2.13所示。其底面圆弧半径R=25mm。测量时，导头以0.15～0.3N的压力与工件表面接触，并沿垂直于加工痕迹的方向滑行，形成一条粗糙度的测量基准线。如图4.2.13所示。这时，触针3通过杠杆4受到弹簧10的作用而对表面产生一定的测力，使触针尖端与被测表面密切接触，表面的微观不平度使触针3上下运动，并通过杠杆4传到磁芯8。使其作相应的运动，上下两个线圈的电感量便发生相应的变化。

图4.2.13 电感式传感器结构
1.托架：2.玛瑙头；3.触针；4杠杆；5.片簧：6,7.外磁环；
8.磁芯；9.电感线圈；10.弹簧：11.小钩：12.托块；13刀口

为保证传感器的使用要求，提高测量准确度，有必要对传感器的某些零件的结构、形状、连接方式等问题提出一些相应的要求。

①导头半径。要求导头曲率中心的运动轨迹和工件表面的宏观轮廓相一致，如图4.2.14(a)所示。导头半径过小(对于某级粗糙度的粗距而言)，则有可能随着粗糙度的起伏而上下运动，如图4.2.14(c)所示，给测量带来误差；导头半径过大，甚或接近平面，又可将宏观几何误差引入测量结果。总而言之，希望在不致引入宏观误差的前提下，导头半径要足够大：分析结果表明，对Ra<2.5um的表面(粗距＜0.75mm)选用6.5～50 mm的导头半径；对Ra>2.5um的粗糙表面。采用平面导头为好。

②触针形状。对触针的要求是一要针尖足够小，二要耐磨，并具有一定的强度和刚度。只有针尖足够小，触针上下运动时才能降低到微观轮廓的谷底。为了满足上述要求，触针选用金刚石材料制成。它的耐磨性能极好。为了能把触针磨尖，在制造时按金刚石晶体形状做成90^o的棱锥形，如图4.2.15(c)所示。实际情况表明，表面粗糙度形成的角度不小于150^o，如图4.2.15(a)所示，所以这样的针尖是可以满足测量要求的。也有个别把针尖做成圆形的。实际的针尖都不可能达到无穷小，一般都具有一定的圆角半径r。这会给测量带来一定的误差△。如图4.2.15(b)所示。半径愈小，误差△也愈小。但针愈尖，则耐磨性愈差,容易崩碎，而且加工难度增加。所以针尖的选用要根据不同的场合而定：在实验室可选用2um左右的针尖半径；在车间可选用5～12um的针尖半径。这是因为车间的使用量比实验室大很多，而被测工件的粗糙度又往往比实验室低很多。

图4.2.14 导头半径对测量的影响

图4.2.15 触针形状对测量的影响

③杠杆支承。对支承的要求是无间隙或回程误差，所以必须采用片簧或刀口一类的支承,只有这样才能将触针的微小位移精确传递。本传感器采用刀口13和托块12构成支承付，其接触表面要很光滑(R_a<1.6um)，如图4.2.13所示。为使测量杠杆只绕刀口转动而无其他方向的运动．可通过一很薄的片簧5作支承定位：片簧的一端与测杆连接，另一端固定在传感器基体上。片簧的材料为磷青铜，厚度约为0.05 mm，对它的要求主要是平直性要高,否则会影响触针运动的稳定性。

④触针静压力。为保证不至划伤被测面和减缓针尖磨损，提高使用寿命，对静压力的要求是在保证针尖与微观轮廓可靠接触的条件下尽量减小测力。一般轮廓仪的静压力在0.005N以下。本传感器的静压力只有0.001N。为保证这样小的测力，常采用图4.2.16所示的调整机构。测力P=Ft/ι。F为弹簧10的拉力，变动小钩11的位置(图4.2.13)，改变拉力F的作用线与支点O的距离t，以达到调整的目的。

另外，传感器与驱动箱是通过铰链连接在一起的。这种连接方式的优点是允许传感器自由下垂，依靠传感器的自重使导头与工件表面接触，还可减小驱动箱运动轨迹的直线度和工件表面平行度对测量的影响。减小的数值为ι₁/ι₂=70(图4.2.17)。

图4.2.16 调整机构示意图

图4.2.17 传感器与驱动箱接连示意图

为适应不同测量对象，可松开螺钉B₃将托架取下进行更换。为保证杠杆与传感器主体基本平行时针尖与导头等高(工作状态)，可松开螺钉B₁，调节螺钉B₂，使托架1相对传感器主体的高低位置改变。然后将电箱拨到最低灵敏挡。调整螺钉B₄，使电感线圈9和外磁环6,7一起发生移动(图4.2.13)，直到指零表基本指零为止。这时表明测量杠杆的位置已处于电桥平衡位置附近。经过这样的调整，传感器就可以工作了。这项调整工作在传感器出厂时已经完成。B₄已用漆封住，所以平时使用时不要去动它。

文章来源：《计量器使用与维护》

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