Триангуляционный способ измерения отклонения объекта

Триангуляционный способ измерения отклонения объекта

Реферат

 

Использование: измерительная техника для неразрушающего контроля изделий, в частности способы измерения отклонений объекта. Сущность изобретения: с целью повышения точности измерения за счет исключения погрешности измерения, связанной с изменением формы освещенного пятна при переходе от одной точки исследуемого объекта к другой, исследуемый объект освещают узким световым пучком, рассеянный свет наблюдают по разным направлениям, вычисляют расстояние между центрами полученных изображений, производят отклонение исследуемого объекта, а искомую величину этого отклонения определяют по изменению этого расстояния. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении, приборостроении, оптической промышленности при разработке систем неразрушающего контроля отклонений объектов.

Наиболее близким техническим решением является триангуляционный способ измерений отклонений объекта, заключающийся в том, что освещают исследуемую точку объекта узким световым пучком, пропускают рассеянный объектом пучок в плоскость экрана и определяют величину отклонения по смещению центра изображения точки с учетом средневзвешенного значения координаты пятна.

Недостатком известного устройства является невысокая точность определения внешних смещений центра полученного изображения вследствие того, что помимо его смещения, связанного с отклонением исследуемой точки объекта, происходит еще дополнительное случайное смещение, связанное с изменением формы самого освещенного пятна (например, вследствие перепада рельефа или попадания в область пятна мельчайших песчинок, капель масла и пр.).

Целью изобретения является повышение точности измерений отклонений объекта.

На фиг. 1 представлено изображение, наблюдаемое в плоскости экрана при проведении измерений по предлагаемому способу; на фиг. 2 схема экспериментальной установки; на фиг. 3 принципиальная оптическая схема.

На фиг. 1 использованы следующие обозначения: 2_x1' расстояние между центрами изображений A₁ и A₂, полученными до отклонения объекта; 2_x1 расстояние между центрами изображений A₁' и A₂' после отклонения объекта. Искомое отклонение исследуемой точки определяют, исходя из величины x₁'-x₁ и геометрических параметров установки.

Измерительная система, реализующая способ (фиг. 2), состоит из лазера 1 (ЛГ-52-1), оптической системы 2 фокусировки луча (использование этой оптической системы не обязательно), объекта 3 исследования (3' и 3'' до и после отклонения), поворотных зеркал 4 или других оптических элементов для совмещения двух изображений исследуемого объекта в плоскости экрана одной оптической системы (использование одной оптической системы для наблюдения удобно, но не обязательно), оптической системы 5 наблюдения и плоскости экрана 6.

Способ измерения заключается в следующем.

Настраивают оптическую систему таким образом, что на экране 6 получают два изображения исходной точки. Точная формулировка оптической системы не требуется. Необходимо лишь получить оба изображения в поле зрения объектива. Некоторая размытость изображения будет только способствовать более точному определению его весового центра. Затем определяют расстояние между центрами полученных изображений. Эта величина и есть 2x₁'. Затем производят отклонение объекта. Вновь измеряют расстояние между полученными изображениями 2x₁. Таким образом в ходе процесса определяют лишь два параметра x₁ и x₁'.

Искомой величиной отклонения является расстояние вдоль оптической оси между точками В и В', соответствующими двум положениям объекта до и после нагрузки. На фиг. 3 отсутствуют поворотные зеркала 4. Это объясняется тем, что важно не собственное наличие зеркал, а то, что они формируют мнимые изображения точек В и В'. Этими мнимыми изображениями являются точки В, В₂, В₁' и В₂'.

Средневзвешенное значение координаты каждого пятна определяют по формуле, и оно равняется (r₁ + r₂)/2 для левого пятна и (r₃ + r₄)/2 для правого соответственно. Отклонение объекта определяется расстоянием между центрами полученных изображений, равным M= M(r₄-r₂)

Формула изобретения

Триангуляционный способ измерений отклонения объекта, заключающийся в том, что освещают исследуемую точку объекта узким световым пучком, фокусируют рассеянный объектом пучок в плоскость экрана и определяют величину отклонения по смещению центра изображения точки с учетом средневзвешенного значения координаты пятна, отличающийся тем, что рассеянный свет наблюдают по разным направлениям, а величину отклонения определяют по изменению расстояния между центрами изображений, полученных в результате этого наблюдения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3