Устройство для измерения линейных размеров объектов

Устройство для измерения линейных размеров объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для непрерывного контроля диаметров световодов, проволоки и т.п. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона производимых измерений за счет увеличения измерительной зоны. Узкий пучок коллимированного излучения от источника 1, например лазера 8, через зеркало 9 попадает на зеркало 2, которое вращается на валу двигателя 3 со стабильной скоростью, отражая излучение в сторону объектива 4. Нормаль к поверхности зеркала 2 составляет с оптической осью 00Ъ устройства угол α = 15 - 20°, ось вращения зеркала совпадает с оптической осью 00Ъ устройства. Источник 1 излучения расположен так, что направление ВА распространения пучка излучения составляет с оптической осью 00Ъ устройства угол β = 2α. Измеряемый объект 10 расположен между объективом 4 и конденсатором 5. Траектория пучка излучения в плоскости объекта является эллипсом, эксцентриситет которого зависит от угла наклона α зеркала 2. При пересечении измеряемого объекта 10 поток излучения, падающий на фотоприемник 6, уменьшается, и на его выходе формируется импульс напряжения, длительность которого определяется измерителем 7. Точность измерений зависит от постоянства составляющей скорости сканирования в плоскости, перпендикулярной объекту. Устройство характеризуется слабой зависимостью скорости сканирования от расстояния до оптической оси и, следовательно, малой погрешностью измерений при α = 15 - 20°. При этом по сравнению с прототипом точность измерений повышается до 6 раз, размер измерительной зоны - примерно в 10 раз. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 01 В 11/04. I 08

Л".СЗоНЛЯ .;. А11ИЖМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. С k

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4319509/24-28 (22) 23. 10. 87 (46) 15. 07. 89. Бюл. Р 26 (71) Институт радиотехники и электроники АН СССР (72) И.Л.Воробьев и А. В. Кузнецов (53) 531. 717(088.8) (56) Прибор Fast Response Fibre

Laser Diameter Gang, type I,G lOOI

SF/L 1800 SF, Betta Instrument corp, England, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ОБЬЕКТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для непрерывного контроля диаметров световодов, проволоки и т.г..

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона производимых измерений за счет увеличения измерительной зоны. Узкий пучок коллимированного излучения oi источника I например лазера 8, через зеркало 9 попадает на зеркало 2, которое вращается на валу двигателя 3

„„SU„„1493865 А 1 со стабильной скоростью, отражая излучение в сторону объектива 4. Нормаль к поверхности зеркала 2 составляет с оптической осью 00 устройства угол о/= 5 — 20, ось вращеО ния зеркала совпадает с оптической осью 00 устройства. Ilсточник 1 излучения расположен так, что направление ВА распространения пучка излучения составляет с оптической осью

00 устройства угол р = 2а(, Измеряемый объект 10 расположен между объек.тивом 4 и конденсором 5. Траектория пучка излучения в плоскости объекта является эллипсом, эксцентриситет которого зависит от угла наклона / зеркала 2. При пересечении измеряемого объекта 10 поток излучения, падающий на фотоприемник 6, уменьшается, и на его выходе формируется импульс напряжения, длительность которого определяется измерителем 7.

Точность измерений зависит от постоянства составляющей скорости сканирования в плоскости, перпендику149 3865 актекоро— до о, ма—

<1< лярной объекту, Устр<. йетво хар ризуется слабой зависимостью с сти сканирования от расстояния

<.птической оси и, следовательн лой погрешностью измерений при

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для непрерывного контроля диаметров световодов, проволоки и т. п,1g

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона производимых из 1< рений за счет увеличения поля зрения.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для измерения линейных размеров объектов; на фиг.2— траектория сканирования.

Устройство содержит источник 1 излучения, зеркало 2, установленное с 25 возможностью вращения на валу электродвигателя 3, объектив 4, конденсатор 5, фотоприемник 6 и измеритель 7 длительности импульсов. Зеркало 2, объектив 4, конденсор 5 и фо опри- 30 емник 6 расположены на одной оптической оси 00, Зеркало 2 расположено в фокусе А объектива 4, фотоприемник 6 расположен в фокусе конденсора 5.

Нормаль к поверхности зеркала 2 сос— тавляет с оптической осью 00 устройства угол о(= 15-20, ось вращения зеркала совпадает с оптической осью

00 устройства. Источник 1 излучения расположен так, что направление ВЛ 40 распространения пучка излучения составляет с оптической осью 00 устройства угол ь = 2<, В качестве источника 1 излучения желательно использовать лазер 8, оптически связанный с наклонным зеркалом 9.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемый объект 1О, например оптический волоконный световод, помеща от между объективом 4 и конденсором 5 так, чтобы измеряемый отрезок находился в факальной плоскости объектива 4 перпендикулярно плоскости сим— метрии устройства (плоскость симмет— рии устройства совпадает с плоскостью рисунка) . Уз кий пучок коллимированного излучения ст источник; 1 направпя— ют через зеркзл<з 9 на <еркзло 2. 3< р— — 15 — 200. При этом по сравнению с прототипом точность измерений повьццвется до 6 раз, размер измерительной эоны — примерно в 10 раз.

2 ил. кало 2 врацается на валу электродвигателя 3 со стабильной скоростью, от— ражая излучение в сторону объектива 4

Траектория луча в плоскости, перпендикулярной оптической оси 00, является эллипсом. На фиг, 2 показана траектория луча в плоскости объектива 4. В те моменты времени, когда луч движется между точками К, С и М, происходит сканирование измеряемого объекта. Эксцентриситет эллипса зависит от угла наклона

Зависимости U от смецения луча

1 относительно оптической оси (Дх) выводят из геометрических уравнений движения и в янном виде имеют довольно громоздкий вид. Более наглядный вид имеют зависимости этой скорости от угла поворота зеркала (t) вокруг оси вращения, причем выбирается (gt)=0 когда луч проходит по оптической оси 00 . Для предлагаемого устройства эта зависимость имеет вид

costdt + t 2 с 2

U = м f и ° (1 + comdt tg ?d (1) д х f sintdt/(!+ops(Jt- to 2 () .

Откуда следует, что устройство характеризуется слабой зависимостью скорости сканирования от расстояния до оптической оси и, следовательно, малой погрешностью измерений при углах «<, находящихся в пределах о

15-20, При этом по сравнению с прототипом достигается повышение точи 1ети измерений до 6 раз, а размер

1493865 измерительной зоны увеличивается примерно в IO раз. л и ч а ю щ е с с я тем, что, с це1 лью повышения точности и расширения

Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я

Устройство для измерения линейных размеров объектов, содержащее оптически связанные источник коллимиро15

Составитель С. Грачев

Редактор M.Бандура Техред А.Кравчук Корректор Л.Бескид

Заказ 4090/38 . Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государс гвенкого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-и здательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101 ванного излучения, соосно расположенные зеркало, установленное с возможностью вращения, объектив, конденсатор и фотоприемцик, и измеритель длительности импульсов, подключенный к выходу фотоприемника, о тдиапазона производимых измерений, зеркало установлено так, что его ось вращения совпадает с оптической осью устройства, угол а между этой осью и нормалью к поверхности зеркала составляет 15-20, источник излуо

1О чения расположен так, что угол между направлением распространения пучка излучения и оптической осью устройства равен удвоенному значению угла с(.