Устройство измерения геометрических параметров поверхностей

Устройство измерения геометрических параметров поверхностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Целью изобретения является повышение точности, надежности и упрощение конструкции за счет исключения погрешностей, связанных с необходимостью использования для анализа отраженного излучения диафрагмы, исключения второго излучающего лазера и компенсационного канала, уменьшения количества используемых объективов. Излучение от инжекционного излучающего лазера 4 фокусируется на исследуемую поверхность 17. Отраженное излучение попадает в фотоприемный блок 8, где полезная информация преобразуется в электрический сигнал с помощью лазеров-приемников 11 и 12, равноудаленных в разные стороны от фокальной плоскости анализирующего объектива 9. Полученный сигнал поступает в блок 13 обработки информации, сигнал на выходе которого пропорционален отклонению микропрофиля исследуемой поверхности 17 относительно номинального уровня. Организация оптического тракта устройства позволяет отказаться от второго излучающего лазера, а, следовательно, и от компенсационного канала, а использование в качестве фотоприемников инжекционных лазеровприемников 11 и 12, работающих в режимах фотодиодов, позволяет отказаться от использования диафрагмы, функцию которой выполняет в устройстве активная область лазеров-приемников 11 и 12, что, учитывая идентичность апертур излучающего 4 и приемных 11 и 12 лазеров, обеспечивает повышение точности. 1 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4427754/28 (22) 20.05.88 (46) 15,10.92.Бюл. М 38 (71) Московский институт электронного машиностроения и Физический институт АН

СССР (72) С.Е.Солодов и Н.Д.Морозова (56) Авторское свидетельство СССР

М 1690459,кл. G 01 В 21/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Целью изобретения является повышение точности, надежности и упрощение конструкции за счет исключения погрешностей, связанных с необходимостью использования для анализа отраженного излучения диафрагмы, исключения второго излучающего лазера и компенсационного канала, уменьшения количества используемых объективов, Излучение от инжекционного излучающего лазера

4 фокусируется на исследуемую поверх„„. Щ „„1768972 А1 ность 17. Отраженное излучение попадает в фотоприемный блок 8, где полезная информация преобразуется в электрический сигнал с помощью лазеров-приемников 11 и 12, равноудаленных в разные стороны от фокальной плоскости анализирующего объектива 9, Полученный сигнал поступает в блок

13 обработки информации, сигнал на выходе которого пропорционален отклонению микропрофиля исследуемой поверхности 17 относительно номинального уровня. Органиэация оптического тракта устройства позволяет отказаться от второго излучающего лазера, а, следовательно, и от компенсационного канала, а использование в качестве фотоприемников инжекционных лазеровприемников 11 и 12, работающих в режимах фотодиодов, позволяет отказаться от использования диафрагмы, функцию которой выполняет в устройстве активная область лазеров-приемников 11 и 12, что, учитывая идентичность апертур излучающего 4 и приемных 11 и 12 лазеров. обеспечивает повышение точности, 1 ил, 1768972

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в различных отраслях техники, преимущественно в машиностроении.

Целью изобретения является повышение точности, надежности и упрощение конструкции за счет исключения погрешностей, связанных с необходимостью использования для анализа отраженного излучения диафрагмы, исключения второго излучающего лазера и компенсационного канала, уменьшения количества используемых обьективов.

На чертеже и редставлена блок-схема устройства.

Устройство содержит источник 1 переменных сигналов„состоящий из последовательно соединенных генератора 2 прямоугольных импульсов напряжения и формирователя 3 импульсов тока, излучающий лазер 4, вход которого соединен с выходом формирователя 3 импульсов тока, установленные по ходу падающего излучения коллимирующую линзу 5, первый светоделитель 6 и фокусирующую линзу 7, фотоприемный блок 8, состоящий из установленных по ходу отраженного излучения анализирующего объектива 9, второго светоделителя 10 и двух лазеров-приемников

11 и 12, равноудаленных в разные стороны от фокальной плоскости анализирующего объектива 9 и расположенных так, что их оптические оси взаимно перпендикулярны, и блок 13 обработки информации, состоящий из вычитающего и суммирующего элементов 14 и 15, первые и вторые входы которых соединены, соответственно, с электрическими выходами лазеров-приемников 11 и

12, и элемента 16 деления, два входа которого соединен, соответственно, с выходами вычитающего и суммирующего элементов

14 и 15, а выход является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 2 прямоугольных импульсов напряжения и формирователь 3 ",ì,ïóëüñîâ тока осуществляют питание излучающего лазера 4, излучение которого коллимируется коллимирующей линзой о и фокусируется фокусирующей линзой 7 на исследуемой поверхности 17. Отраженное от исследуемой поверхности 17 излучение с помощью первого светоделителя 6 попадает в фотоприемный блок 8, при этом анализирующий объектив 9 фокусирует отраженное излучение в область зрачков анализаторов, функцию которых выполняют активные области лазеров-приемников 1>1 и 12, Второй светоделитель IO служит для разделения отра5

55 женного излучения на два потока для дальнейшего анализа его лазерами-приемниками 11 и 12. Т.к.последние расположены на равном удалении, но в разные стороны от фокальной плоскости анализирующего обьектива 9, то, если нет отклонения исследуемой поверхности 17 от номинального уровня, то на лазеры-приемники 11 и 12 попадает равное количество отраженного излучения, и, следовательно, амплитуды электрических импульсов на их выходах равны. В случае отклонения исследуемой поверхности от "нуля", амплитуды выходных сигналов лазеров-приемников 11 и 12 имеют разные значения, Сформированные таким образом информационные сигналы с электрических выходов лазеров-приемников 11 и 12 поступают на входы блока 13 обработки информации, алгоритм работы которого очевиден из блок-схемы, представленной на чертеже, В результате обработки на выходе устройства г<оявляется сигнал, пропорциональный отклонению микропрофиля исследуемой поверхности 17 относительно номинального уровня. Такая схема обработки сигнала позволяет компенсировать изменение уровня мощности излучающего лазера 4 и изменение отражающих свойств исследуемой поверхности 17.

Таким образом, данное техническое решение позволяет использовать в качестве излучателя только один инжекционный лазер, что в свою очередь, позволяет исключить необходимость в компенсационном канале. Кроме того., отпадает необходимость в диафрагме, т.е, функцию последней выполняет активная область лазаров-приемников, поскольку апертура излучающего лазера и лазера-приемника идентична.

Формула изобретения

Устройство измерения геометрических параметров поверхностей, содержащее последовательно соединенные источник переменных сигналов и излучающий лазер, установленные по ходу падающего излучения коллимирующуа линзу, светоделитель и фокусирующую линзу, фотоприемник блок и блок Обработки информации, О т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, надежности и упрощения конструкции за счет исключеньи погрешностей, связанных с необходимостью использования для анализа отраженного излучения диафрагмы, исключения второго излучающего лазера и компенсационного канала, уменьшения количества используемых объективов, фотоприемный блок выполнен в виде установленных по коду отраженного излучен<ия анализирующего Объектива, второго светоделителя и двух лазеров-приемников, 1768972

20

30

40

Составитель О, Смирнов

Редактор 0. Федоро Техред М.Моргентал Корректор Н, Кешеля

Заказ 3638 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 равноудаленных в разные стороны от фокалькой плоскости анализирующего объектива и расположенных так, что их оптические оси взаимно перпендикулярны, а блок обработки информации выполнен в виде вычитающего и суммирующего элементов, первые и вторые входы которых соединены соответственно с электрическими выходами лазеров-приемников фотоприемного блока, и элемента деления, два входа которого соединены, соответственно с вы5 ходами вычитающего и суммирующего элементов, а выход является выходом устройства,