Оптическое устройство для измерения линейных размеров

Оптическое устройство для измерения линейных размеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NUN

РЕСПУБЛИК

02 А (19) (И) др С 01 В 11/02; G Ol В 11 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

)

Р

%

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к АВТОРснОму сВидетельствм (21) 3374165/25-28 (22) 04.01..82 (46) 23.06.83. Бюл. М 23 (72) М..Н. Лоди (71) Московский станкоинструментальный институт (53) 531 ° 715.27 (088.8) (56) 1. Крылов К.И., Прокопенко В.Т., Митрофанов А.С;- Лазеры в системах измерения и контроля размеров и линейных перемещений. Л., "Машинострое-, ние", 1978, с. 260-270, 2. Авторское свидетельство СССР

И 324486, кл. о 01 В 11/10, 1970 (прототип), (54)(57) ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ, содержащее последовательно расположенные лазер, коллиматор, регистрирующий узел и пространственный фильтр, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, пространственный фильтр установлен в фокальной плоскости коллиматора и выполнен в виде экрана с точечным отверстием, отношение диаметра точечного отверстия к полуширине пучка лазера выбрано 2,3-2,5, настраиваемого в процессе измерения на моду с наибольшей интенсивностью.

ПЩ где ф - длина волны лазера, %1 - полуширина падающего лазерйого пучка, - фокусное расстояние линзы..

Чтобы световой пучок, прошедший через пространственный фильтр,4, имел равномерную освещенность, необходимо иметь интенсивность света s любой точке отверстия фильтра одинаковой.

Предлагаемое устройство позволяет получить качественную устойчивую дифракционную картину, нечувствительную к вибрациям, что приводит к повыше-, нию точности измерения, а также позволяет использовать многомодовые ла-,: зеры.

Л, Яобзова арь. Корректор О. Билак

Составитель

Техред Л.Пек

Редактор 8. Лазаренко

Заказ 4376/35 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Носква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5:

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 1 10247

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, при измерении малых линейных размеров в машиностроении, например, при из- 5 мерении ширины тонких лент, диаметра проволок, нитей, волокон и т.д.

Известно оптическое устройство для измерения малых линейных размеров,,содержащее лазер, коллиматор и ре- fO гистрирующий узел Ц

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является оптическое устройство для измерения малых линейных размеров, содержащее последовательно расположенные лаэер, коллиматор и регистрирующий узел, пространственный фильтр. Пространст-. 2О венный фильтр имеет ряд прямоугольных щелей и расположен в фокальной плоскости линзы, в которой сформирована дифракционная картина от измеряемого объекта,. в результате чего отфильтро-25

:вывают дифракцианные максимумы высших: порядков $2)

Недостатком известного. устройства является также низкая точность измерения иэ-эа некачественной дифракционЗ0 ной картины.

Цель изобретения - повышение точ-. ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в оптическом устройстве для измерения малых линейных размеров, содержащем последовательно расположенные лазер, коллиматор, регистрирующий узел и пространственный фильтр, последний установлен в фокальной плоскости коялиматора и выполнен в виде экрана с точечным отверстием, отношение диаметра точечного отверс" тия к полуширине пучка лазера выбра- но 2,3-2,5, настраиваемого в процессе измерения на моду с наибольшей интенсивностью.

На чертеже изображена оптическая схема устройства для измерения малых линейных размеров.

Устройство содержит последовательно расположенные на одной оптической оси лазер, коллиматор в виде двух линз 2 и 3, в фокальной плоскости которых установлен пространственный фильтр 4, линзу 5 и регистрирующий узел (не показан);

Устройство работает следующим образом.

Световой луч от лазера 1 падает на линзы 2 и 3. коллиматора.

В фокальную плоскость линз 2 и 3 введен пространственный Фильтр 4, через который проходят только. низкочастотные компоненты, соответствующие гауссовому распределению пучка, Плоская волна после коллиматофа дефрагирует на измеряемом объекте;

6 и наблюдается в фокальной плоскости линзы 5.

Пространственный фильтр 4 выполнен в виде экрана с точечным отверстием,.настроенным на моду с наибольшей интенсивностью лазерного луча.

Размер отверстия выбирается больше, полуширины лазерного пучка после фильтрации в 2,3-2,5 раза.

Полуширина лазерного пучка после фильтрации определяется по формуле