Датчик положения поверхности

Датчик положения поверхности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений линейных перемещений и размеров, а также формы поверхностей различных объектов. Цель изобретения - увеличение точности и расширение диапазона контролируемых поверхностей за счет наклонного освещения контролируемой поверхности. Излучение источника 1 проходит через плоскопараллельную пластину 2, установленную под углом α к излучению, и конденсорную линзу 3, освещает контролируемую поверхность 6 под некоторым углом φ. Отраженное излучение проходит через объектив 4 и фокусируется им на поверхность фотоприемника 5, выполненного в виде четырехсекционной матрицы. В момент нахождения отраженного излучения в центре фотоприемника 5 вырабатывается сигнал равенства освещения каждой пары соседних секций фотоприемника 5, что соответствует моменту прохождения контролируемой поверхности 6 через оптическую ось объектива 4. Этот момент фиксируется, и по нему определяют координаты контролируемой точки поверхности 6 относительно начальной точки отсчета. Определение размера зазора осуществляют путем поворота плоскопараллельной пластины 2 вокруг направления излучения на 180°. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G О! В 11 00,9/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4442701/24-28 (22) 17.06.88 (46) 15.05.90. Бюл. № 18 (72) И. Р. Зацман, С. И. Зайцев, А. И. Бессонова, Д. Б. Зотов и Г1. Б. Зотов (53) 531.715(088.8) (56) Жилкин А. М., Васильев В. Д. Бесконта ктные опти ко-электронные и реобразователи положений. — Оптико-механическая промышленность, 1978, № 6, с. 59, рис. 2а. (54) ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ Г. ОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений линеиных перемещений и размеров, а также формы поверхностей различных объектов. Цель изобретения — увеличение точности и расширение диапазона контролируемых поверхностей за счет наклонного освещения контролируемой поверхности. Излучение источника 1 проходит че„„SU„„1564490 A 1 рез плоскопараллельную пластину 2, установленную 1101I, углом а K излучению, и конденсорную линзу 3, освещает контролируемую поверхность 6 под некоторым углом р. Отраженное излучение проходит через объектив 4 и фокусируется им на поверхность фотоприемника 5, выполненного в виде четырехсекционной матрицы. В момент нахождения отраженного излучения в центре фотоприемника 5 вырабатывается сигнал равенства освещения каждой пары соседних секций фотоприемника 5, что соответствует моменту прохождения контролируемой поверхности 6 через оптическую ось обьектива 4. Этот момент фиксируется, и по не му определяют координаты контролируемой точки поверхности 6 относительно начальной точки отсчета. Определение размера ® зазора осуществляют путем поворота плос- уу копараллельной пластины 2 вокруг направле- Ы Ф ния излучения на 180 . ил.

1564490

Формула изобретения

Составитель М. Минин

Редактор Т. Парфе нов а Техред И. Верес Корректор Н. Ревская

Заказ 1154 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений линейных перемещений и размеров, а также формы поверхностей различных объектов. 5

Цель изобретения — увеличение точности и расширение диапазона размеров контролируемых поверхностей за счет наклонного освещения контролируемой поверхности.

На чертеже представлена оптическая схема датчика.

Датчик содержит источник 1 излучения и последовательно расположенные по ходу излучения плоскопараллельную пластину 2, конденсорную линзу 3, объектив 4 и позиционно-чувствительный четырехсекционный фо- 15 топриемник 5. Плоскопараллельная пластина 2 установлена под углом сг, к излучению и имеет возможность регулирования величины этого угла, вращения вокруг направления излучения и вывода из зоны действия излучения. Контролируемая поверхность пересекается фокальной плоскостью конденсорной линзы 3.

Датчик работает следующим образом.

При выведенной из зоны действия излу- 25 чения плоскопараллельной пластины 2 производят юстировку датчика. Затем пластину

2 устанавливают на пути излучения под углом к направлению излучения. Контролируемую поверхность помещают таким образом, чтобы она пересекла излучения в фокаль- ЗО ной плоскости. При этом положение плоскопараллельной пластины 2 путем ее поворота вокруг направления излучения выбирают таким, чтобы излучение падало на контролируемую поверхность 6. Оптимальным является такое положение пластины 2, при котором плоскость, проходящая через оптическую ось объектива 4 и излучение, перпендикулярна контролируемой поверхности 6.

При пересечении в фокальной плоскости контролируемой поверхности 6 и падающе- 4О го излучения отраженное от поверхности 6 излучение проходит через объектив 4 и фокусируется им на поверхность фотоприемника 5. В момент нахождения точки отраженного излучения в центре фотоприемника 5, что соответствует моменту про- 45 хождения контролируемой поверхности 6 через оптическую ось объектива 4, вырабатывается сигнал равенства освещения каждой пары соседних секций фотоприемника 5.

Этот момент фиксируется с помощью ЭВМ, и по нему определяются координаты контролируемой точки поверхности 6 относительно начальной точки отсчета. При измерении размера щели переход к определению положения противоположной ее стороны осуществляется поворотом пластины 2 вокруг направления излучения на 180 (положение пластины 2 и излучение при таком повороте показано на чертеже пунктиром).

Некоторая неточность поворота пластины

2 может привести к незначительному перераспределению интенсивности освещения между соседними секциями фотоприемника

5, но на распределение суммарных освещенностей каждой пары соседних секций это влияния не оказывает и на точность измерения не влияет. При измерении длинного и узкого отверстия угол наклона пластины 2 к оптической оси объектива 4 уменьшают. При отсутствии параллельности между контролируемой поверхностью и оптической осью объектива 4 требуется увеличить угол наклона пластины к направлению излучения.

В зависимости от ориентации контролируемой поверхности 6 поворачивают плоскопараллельную пластину 2 вокруг направления излучения до тех пор, пока угол между контролируемой поверхностью и плоскостью, в которой расположены излучение и оптическая ось объектива 4, не станет равным 90 . Это исключает необходимость поворота измеряемого объекта.

Датчик положения поверхности, содержащий источник излучения и последовательно расположенные по ходу излучения конденсорную линзу, объектив и фотоприемник, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и расширения диапазона размеров контролируемых поверхностей, он снабжен плоскопараллельной пластиной, установленной между источником излучения и конденсорной линзой с возможностью поворота вокруг оси, совпадающей с направлением излучения, и вокруг оси, перпендикулярной направлению излучения.