Устройство для контроля прямолинейности

Устройство для контроля прямолинейности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение производительности и расширение функциональных возможностей за счет автоматического измерения расстояния, пройденного по измеряемой поверхности. Устройство содержит матрицу 5, жестко связанную с фотопреобразователем 4, дающим опорный сигнал, и установленную в зоне действия дифракционного пучка 18 акустооптической ячейки 2, что позволяет регистрировать перемещение пучка 18 по матрице 5, тем самым отслеживая перемещение каретки 3 по измеряемой поверхности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

545 А2 (19) (Н); (51) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К Д ВТОРСН05АУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1427179 (21) 4462650/24 28 (22) 18,07.88 (46) 07»10 90. Бюл. № 37 (71) Научно-исследовательский институт прикладной геодезии (72) В,И,Юрлов н:А,Н.Максимов (53) 531.717(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1427179, кл. С 01 В 21/22, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НРЯМО»

ЛИНЕЙНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения 2 является повышение производительности и расширение функциональных возможностей за счет автоматического измерения расстояния, пройденного по измеряемой поверхности, Устройства содержит матрицу 5, жестко связанную с фотопреобразователем 4, дающим опорный -сигнал, и установленную в зоне действия дифракционного пучка

18 акустооптической ячейки 2, что позволяет регистрировать перемещение пучка 18 по матрице 5, тем самым отслеживая перемещение каретки 3 по измеряемой поверхности. ил

1597545

Я

8= arcsin (-) л где 8 - угол дифракции;

Ь - длина волны света;

Л - длина волны звука, используя также формулу тангенсов а

tg "

Ъ

rpe e угол дифракции; а - противоположный катет, в да.ном, случае h+N,.ä;

b » »прилегающий катет, в данном случае искомая величина, h расстояние от центра позиционно-чувствительного фото

50

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано при контроле отклонений от пря молинейности и плоскостности и является усовершенствованием известного устройства пЬ авт, св М 1427179.

Целью изобретения является повышение производительности и расширение функциональных возможностей за счет автоматического измерения расстояния, пройденного по измеряемой поверхности.

На чертеже представлена схема устройства, l5

Устройство состоит иэ установленных последовательно и оптически связанных источника 1 света (лазер), акустооптической ячейки 2, установленной на измерительной каретке 3, и позиционно чувствительного фотопреобразователя 4 с жестко связанной с ним фоточувствительной матрицей 5, усилителя 6 и исполнительного механизма 7, включенного между усилите лем 6 и источником 1, генератора 8 опорных колебаний, генератора 9 несущих колебаний и фазометра 10, подключенных к выходу генератора 8, из» биритального усилителя 11, блока 12 вычисления дистанции и регистрирующего блока 13, подключенного к выходам фазометра 10 и блока 12, объектива 14 и .фотоприемника 15, оптичес» ки связанных ячейкой 2, выход фотоприемника 15 соединен с входом усилителя 11.

Устройство работает следующим образом.

Угол дифракции между опорным пуч- 411 ком и дифракционным пучком постоянен и зависит от свойств акустооптической ячейки, этот угол равен преобразователя до начала элемента фоточувствительной матрицы;

N, - номер элемента фоточувстви»

t тельной матрицы, засвечиваемого в момент контроля;

Д - линейный размер ячейки; расстояние между точкой контроля и позиционно чувствительным фотопреобразователем, т е. 2, равно

h + N д h +.Н;Л

Z =- — — "— — — — -.Л, (1)

tg9 Л

Устройство работает следующим образом, Источник 1 света, установленный в начале контролируемого профиля, испускает. опорный световой пучок 16 с плоским волновым фронтом (параллельный пучок), который проходит через акустооптическую ячейку 2 и попа" дает на позиционно-.чувствительный фотопреобразователь 4 Световой пучок 16 задает опорную прямую линию, совпадающую с его осью симметрии, относительно которой ведется контроль и измерение прямолинейности профиля„ При случайных отклочениях све тового пучка 16 на выходе позиционно чувствительного фотопреобразователя

4 появляется сигнал рассогласования, который усиливается усилителем 6. Ис» полнительный механизм 7 поворачивает источник 1 света, возвращая световой пучок 16 в первоначальное положение, при котором сигнал рассогласования равняется нулю. Таким образом, осуществляется стабилизация положения опорного светового пучка 16, Генератор 8 опорных колебаний модулирует по амплитуде сигнал генератора 9 несущих колебаний., Ультразвуковая волна возбуждается на входном торце акустооптической ячейки 2 и проходит некоторое расстояние до пересече ния оси светового пучка 16, претерпевая при этом задержку во времени.

Эта задержка приводит к появлению фазового сдвига в огибающей сигнала.

Ультразвуковая волна в соответст вии с упругооптическим эффектом модулирует показатель преломления ма» териала акустооптической ячейки 2 и в зоне пересечения светового пучка представляет собой бегущую фазовую дифракционную решетку, В результате на выходе, кроме опорного светового пучка 16 (нулевой

Составитель Е Глазкова

Техред JI.Îëèéíûê Корректор С.Шевкун

Редактор ОЮрковецкая

Заказ 3040 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

5 159 порядок), появляются дифракционные пучки, один из них(пучок 17), соответствующий плюс первому порядку ди» фракции, фокусируется объективом 14 на фотоприемнике 15. Вследствие того, что сигнал, создающий дифракционную решетку, промодулирован по амплитуде опорным колебанием, амплитуда напря женности электрического поля в дифракционном пучке 17.также изменяет ся во времени с частотой модуляции и фазовым сдвигом. Вследствие того, что все фотоприемники имеют квадратичную характеристику, выходной сигнал, кроме полезной составляющей, содержит еще постоянную составляющую и вторую гармонику, которые подавляются в избирательном усилителе 11. В результате этого после усилителя 11 на вход фаэометра 10 поступает информационный сигнал на частоте огибающей, На второй вход фазометра 10 поступает сигнал с генератора 8 опорных колебаний. Фазометр 10 измеряет фазовый сдвиг, линейно связанный с расстоянием от торца акустооптической ячейки 2 до точки пересечения оси светового пучка 16 с ультразвуковой волной акустооптической ячейки 2.

Регистрирующий блок 13 фиксирует сигнал, пропорциональный этому расстоянию.

Второй дифракционный пучок 18, соответствующий минус первому порядку дифракции, попадает на фоточувствительные ячейки матрицы 5» Фоточувствительная матрица 5 содержит последовательный ряд фоточувстви-. тельных элементов и при падении на фоточувствительный элемент дифракционного пучка 18 на выходе матрицы в этот момент появляется сигнал, соответствующий номеру N засвечивае1 мого элемента матрицы. Сигнал с выхода фоточувствительной матрицы 5 поступает на. вход блока 12 вычисления дистанции, в котором осуществляется

7545 6 вычисление дистанции от акустоопти« ческой ячейки 2 до фоточувствительной матрицы 5 по формуле (1) . Информация с выхода блока 12 поступает на axon регистрирующего

В процессе движения измерительной каретки 3 по контролируемому профи лю в результате неровностей профиля

10 каретка периодически поднимается и опускается, при этом соответствующим образом изменяется расстояние от торца акустооптической ячейки 2 до точки пересечения оси светового лучка lб с ультразвуковой волной акустооптической ячейки 2, и в соответствии с этим происходит контроль всего профиля, одновременно измеряется и расстояние между акустооптической ячейкой 2 и фоточувствительной матрицей 5. Величины этих измерений фиксируются в регистрирующем блоке 13, что позволяет судить о степени прямолинейности контроли25 руемого профиля на необходимых участках, Формула изобретения

Устройство для контроля прямолинейности по авт св, h 1427179, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и расширения функциональных возможностей, оно снабжено фоточувстви тельной матрицей, жестко скрепленной с позиционно-чувствительным фотопреобразователем, чувствительная поверхность которого лежит в одной плоскости с чувствительной поверхностью матрицы, расположенной в зоне действия дифракционного пучка акусто» оптической ячейки со .стороны, противоположной расположению фотоприемни» ка по отношению к позиционно-чувстви»

45 тельному фотопреобразователю, и блоком вычисления дистанции, выход ко торого подключен к входу регистри рующего блока,