Philips PR9150/PR9151

Transcriptie

1 Magazie Philips PR9150/PR9151 oppervlakteruwheidstesters Krabbe over het oppervlak va metaalbewerkig rod 1950 Ja Buitig (redactie Elektor USA/UK) De meeste elektroici die ik ke hebbe de pest aa machiale bewerkige e mechaisch werk i het algemee, e de meeste metaalbewerkigsverslaafde die ik ke hebbe iet zo hoge duk va elektroica. Historisch gezie kode de twee werelde bij CAD & CAM mi of meer met elkaar overweg. Sids kort zij elektroica e mechaica weer dikke vriede bij de fascierede opkomede techiek va het 3-D prite. I het midde va de vijftiger jare stod Philips beked om zij uitstekede kwaliteit va alle mechaische assemblages e oderdele i hu test-, meet- e commuicatie-apparatuur. Dit is grotedeels te dake aa de weteschappelijke basis va het Philips NatLab waar ekele va de meest briljate atuurkudige e werktuigbouwkudige igeieurs totale vrijheid geote om i hu vak te excellere e dat ook og ees met ee ruim budget. Wederom i het midde va de vijftiger jare was Philips ee sterke speler i de sub-weteschappelijke klasse va test- e meetapparatuur de spulle die je zou vide i laboratoria e werkplaatse va iet-hobbyiste. De PR -reeks va Philips-apparatuur was zeker elektroisch maar iet beperkt tot de elektroica met apparatuur voor de chemische, medische e mechaische idustrie e oderzoeksistellige, ee grote e lucratieve markt i die tijd. Voorbeelde hierva zij zuurgraadmeters e meters voor het bepale va de geleidbaarheid va vloeistoffe, geluidsdruk, megavolts, allerlei soorte gasse, trillige, Rötgestrale oem maar op. I 1952 had NatLab medewerker G.W. va Sate het helemaal gehad met de warboel va stadaarde waarmee de fietsemakers elkaar bestookte als ze het hadde over oppervlakteruwheid (SR oftewel Surface Roughess) va bewerkte metale producte, laat staa dat ze het hadde over SR-waarde die iederee ko begrijpe. Eerzijds had je extreem dure istrumete die werde gebruikt door ee paar gelukkige weteschappers, aderzijds ware er de oude rotte i het metaalvak die, met de oge dicht, met de agel va hu oude hade over het metaal krabde om de gladheid a freze, slijpe of polijste feilloos te bepale. Het is opvalled dat vele va os oppervlakteruwheid kue waareme tot ogeveer 40 µm, oftewel de dikte va ee mesehaar. 122 juli / augustus

2 XXL Ruwheid: verwarrig & defiitie Hier volgt u ee horrorverhaal, iet veel aders da de Tore va Babel, over stadaarde. Probeer met os mee te gaa, terug aar 1952, klaar voor vertrek? I figuur 1 is het profiel te zie va ee bewerkt oppervlak. De tekeig is verticaal flik opgerekt te opzichte va de legte va het werkstuk. Om de oppervlakteruwheid odubbelziig vast te legge is ee iteratioaal gedefiieerde orm oodzakelijk. Helaas is dat og iet het geval. Oppervlakteruwheid wordt i verschillede lade verschilled gedefiieerd: Maximale ruwheidsoogte, H max, d.w.z. het hoogteverschil tusse de hoogste top e het diepste dal. Dit is de basis va de Duitse stadaard DIN H max wordt uitgedrukt i micros. Effectieve ruwheidshoogte, h eff of h rms, d.w.z. de vierkatswortel va het wiskudig gemiddelde va de gekwadrateerde afwijkige h vaaf de basislij (L, gemiddelde hoogte), gemete over ee gedefiieerde legte: h eff = 2 2 h1 2 + h2 2 + h h basislij gemete over ee gedefiieerde legte: h avg h1+ h2 + h h = De Egelse stadaard BS 1134 defiieert gemiddelde ruwheidshoogte (ceter-lie average; CLA) als de stadaard, met de actuele waarde uitgedrukt i micro-iches et als bij h rms. Het Nederladse Normalisatie Istituut adviseerde eveees de gemiddelde ruwheidshoogte als stadaard aa te eme, met als overwegige dat (a) de defiitie va h avg gee discussie oplevert; (b) het begrip gemiddelde waarde gemakkelijker is te verduidelijke i ee werkplaats; e (c) de waarde rechtstreeks ka worde bepaald met elektroische middele. Bovedie is het verschil tusse h avg e h eff i de praktijk verwaarloosbaar. Eeheid va ruwheid Voor gladde (metale) oppervlakke is de micro (micrometer; µm; 10-6 m) ee betrekkelijk grove eeheid die lastig te gebruike is door de kleie getalle. De milli-micro is helaas te klei, waardoor de getalle weer opraktisch groot De Amerikaase stadaard ASA B46 gebruikt allee h rms met de waarde gegeve i micro-iches. Gemiddelde ruwheidshoogte, h avg, d.w.z. het wiskudig gemiddelde va de absolute waarde va de afwijkige h va de 1 juli / augustus

3 Magazie 2 3 worde. De micro-ich is ee goede eeheid tusse groot e klei, aagezie de meeste gelakte oppervlakke da getalsmatig ee ruwheid hebbe tusse 1 e 500 micro-ich. Bijvoorbeeld: glad oppervlak 0,05 µ = 2 µ = 50 mµ Ruw oppervlak 6,3 µ = 250 µ = 6300 mµ Helaas zal ee referetiestadaard gebaseerd op iches (d.w.z. ee iet-metrische eeheid) i lade als Nederlad waar het metrische stelsel wordt gebruikt waarschijlijk iet geaccepteerd worde. Als oplossig voor dit probleem werd de ru bedacht als eeheid va oppervlakte ruwheid, hierbij werd ee grote taletrukedoos opegetrokke: rugosité; ruwheid; roughess uit om respectievelijk de Frase, de Nederladers e de Egelssprekede gebruikers over de streep te trekke. Ee oppervlakte heeft ee ruwheid va 1 ru als de gemiddelde hoogte va de ruwheid R avg = 1 micro-ich 1/40 micro is. Met dit probleem uit de weg geruimd (e ee Egelse grijs vawege het gebruik va de ich) werde de ruwheidsklasse R 1 tot e met R 6 gedefiieerd, alsmede ee verzamelig symbole op de werktekeige bedoeld voor de mese achter de draai- e freesbake. Het was ee uitgebreide verzamelig va zwarte e blake driehoeke e zwarte e blake cirkels e ik dek dat dit et zo gemakkelijk te lere is als oze kilo-ohms e milliampères. Tabel 1. PR9150/9151-versies Type Meterschaal Meetbereik Ruwheid mosters PR9150/01 PR9151/01 PR9150/02 PR9151/02 PR9150/03 PR9151/03 PR9150/04 PR9151/04 PR9150/05 PR9151/05 Schaal /01 (fig. 5a) voor vergelijkig; Rood= ok, Groe = afgekeurd vermeigvuldigig (met aagegeve factor, voor SR m.b.t. referetiewerkstuk) Schaal /02 (fig. 5b) gekalibreerd voor R a i ru (=C.L.A. i µ ); schaal toot SR-waarde aabevole als stadaard Schaal /03 (fig. 5c) met decimale verdelig, gekalibreerd voor R a i ru. Schaal /04 (fig. 5d) gekalibreerd voor R t = H max i µ Schaal /05 (Fig. 5e), gekalibreerd voor R a i µ ru, verdeeld over 4 bereike I: ru II: ru III: ru IV: ru I: ru II: ru III: ru IV: ru I: µ II: µ III: 0,3...1,6 µ IV: 0,1...0,4 µ I: µ II: 0,3...1,6 µ III: 0,1...0,4 µ IV: 0,02...0,1 µ Referetie moster of PR9180/00 (R a kalibratiewaarde: e 2 ru; 3,2 0,8 0,2 e 0,05 µ) PR9180/00 (zie bove) PR9180/00 (zie bove) PR9180/02 (R a kalibratiewaarde: 12,5 3,2 0,8 e 0,2 µ PR9180/00 (zie bove) 124 juli / augustus

4 XXL De PR9150/PR9151 Het eige verschil tusse die twee is het gebruik va Amerikaase buize i de PR9151 (zoals ee 6X4 i plaats va ee AZ41). Helaas heb ik gee schema va de PR9150 of 9151 om u te toe. Maar ik maak apparatuur altijd ope zie figuur 2. Ee maagdelijk iwedige a 60 jaar. Ees eve kijke. De elektroica komt waarschijlijk eer op ee istelbare igagsverzwakker (voor ruwheidsklasse R2 tot e met R5), ee versterker, ee gelijkrichter e ee draaispoelmeter. Daar zit ik vast iet ver aast. De elektroica zit i ee prachtig gemaakte houte kist met ee lere hadvat e ee schariered deksel. Het geheel weegt ogeveer 6 kg. Steeds als ik de kist ope maak deke de mese om mij hee dat ik straligsmetige ga doe. 4 De taster De crux va het istrumet is de taster die schematisch i figuur 3 is afgebeeld. Het bevat ee piëzo-elektrisch kristal gemaakt va bariumtitaaat dat aa de ee kat bevestigd is aa de behuizig va de taster, aa de adere zijde zit ee aftaststift. De aftaststift is ee sythetische saffieraald met ee hardheid va 2000 VPN e ee eidstraal va ogeveer 60 µm. Hiermee ka het ruwheidsprofiel va afgewerkte oppervlakke afgetast worde tot i de diepste dale (de hellige zij bija altijd steiler da 150 ). De put va de aftaststift is goed te zie e te voele. Als de PR9150/9151 ee luidspreker zou hebbe, da zou je er waarschijlijk plate va Joe Cocker of Jais Jopli mee af kue spele. I de praktijk is de taster zo klei dat hij gebruikt ka worde i gate zo klei als 8 mm diameter. Hij is op het istrumet aageslote met ee royaal lage afgeschermde kabel die eidigt i ee stevige plug va zeer hoge kwaliteit. De taster (figuur 4) heeft ee elegat vormgegeve bakeliete hadvat. a b c Ee draaikop voor elke stadaard Blijkbaar had Philips iet zo veel vertrouwe i ee ekel uiverseel apparaat met ee uiforme ru-uitlezig zoals voorgesteld door waarschijlijk ee hoop commissies e bureaucrate. Dit is weer ee schoolvoorbeeld va hoe de idustrie maiere vidt om de kool e de geit te spare i de omgag met Washigto e Brussel. Ik was verbaasd e geïtrigeerd door ee beschrijvig va vijf verschillede types va de PR9150/9151 i de maual bij het eerste apparaat dat ik d 5 e juli / augustus

5 Magazie exacte SR-waarde zij met de had geschreve. Ik ko zelf gemakkelijk de mate va ruwheid va de vier stukke metaal i de eeheid zie e de groeve va de twee ergste mosters. Voor de adere twee moest ik wat meer moeite doe om ze va elkaar te oderscheide. Alle mosters zij va ee du laagje chroom voorzie, wat overiges gee afbreuk doet aa de ruwheid va het oppervlak. Heeft iemad misschie og erges ee PR9180/02 box? Retro-troica is ee maadelijkse rubriek over legedarische Elektor otwerpe. Bijdrage, suggesties e vrage zij meer da welkom; stuur uw telex of telegram aar redactie@elektor.l 6 ogeveer twee jaar gelede i hade kreeg. De verschille heb ik i tabel 1 samegevat. Elke versie heeft zij eige schaal op de meter voor de verschillede markte, waarschijlijk ee kwestie va smaak e toepassige va de verschillede ispectiehoofde, dek ik. I de figure 5a...d zij mij pogige te zie om de verschillede meterschale va mij eige kopie va het maual te reproducere. Va de PR9151 apparate heb ik de versies /01, /02 e /05, eveals drie tasters (ee met ee gebroke taststift), ee maual e ee Origiele kalibratie-uit! De PR9150 e de 9151 zij misschie iet zo zeldzaam, maar de kalibratie-eeheid die i de maual wordt geoemd is dat zeker wel. Ik kreeg er uiteidelijk ee te pakke bij de derde PR9151 waar ik tegeaa liep, die metee ook de sjofelste was. Het is mogelijk om vergelijkede metige te doe met de PR9150/9151, maar de verkoopafdelig e het maagemet zulle aadrige op harde cijfers e bechmarks! Dus moet het apparaat afgeregeld worde voordat er metige op mosters gedaa moge worde. De PR9128/00 kalibratie-eeheid va figuur 6 is gemaakt va stevig bakeliet. Let ook op de zwarte e ope driehoeksymbole die de vier klasse va oppervlakteruwheid weergeve. De De praktijk Na het afregele va het apparaat met de mosters va de kalibratie-uit moet de taster op het te teste oppervlak worde geplaatst oder ee hoek va 90 grade te opzichte va de richtig va de bewerkig. Nu ka de taster 2 tot 3 maal per secode aar bove e aar beede worde bewoge over ee afstad va 1,5 tot 2 cm, of het object ka lagzaam gedraaid worde (bijvoorbeeld i ee draaibak). Er wordt ee miimum selheid va de taster te opzichte va het object va ogeveer 4 cm/s vereist. De oderkat va de taster moet het oppervlak over de volledige legte rake. Hoewel de PR9150/9151 hoogdoorlaatfilters heeft om de ivloed va owillekeurige hadbewegige tege te gaa is er toch og wel wat ervarig odig om plotselige afwijkige va de meter te voorkome. E ja, de test is eigszis destructief de taststift maakt krasse op het oppervlak. I ee tamelijk lag hoofdstuk i het maual va de PR9150/9151 cocludeert Philips dat zij apparatuur ee auwkeurigheid ka bereike va ogeveer 20%, e dat is uitsteked gezie het feit dat zeer auwkeurige e kostbare ruwheidmeters iet verder kome da 15% vawege de iet-homogee structuur va ormaal bewerkte oppervlakke. Hede te dage zij zulke meters i overvloed op ebay & Co te vide. Ze gebruike eorm verbeterde techologieë te opzichte va het opeme va hobbels met ee piëzoelektrische taststift e ee paar buize zoals me dat i 1955 deed. Nochtas zie je ze iet veel i metaalwerkplaatse, zeker iet waar ze ciliders hoe e auwkeurig polijste. Ik dek dat de gouwe ouwe methode va de duimagel gekoppeld aa ee gezode dosis vakmaschap e ervarig ruim op ka tege de dure elektroica e het iteret. (130057) 126 juli / augustus