Устройство для измерения смещения контролируемой поверхности

Устройство для измерения смещения контролируемой поверхности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

вс(союзная л,)(ТЯЩ":- :,. д

О ll И С А Н И Е (ii) Щ9444

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Сааетееа

К АВТОРСКОМУ СВНДИТЙЛЬСТВУ (6)) Дополнительное к авт. свил-ву

2 (22) Заявлено 19.04.76 (21) 2356485/25 28 (51) М. Кл.

6 01 В 11/00 с присоедпнеиием заявки ¹ (23) Прноритет

Гаеуйааатаеней ваарт .@вата Иетраа СЮ ю диВМ 1396риюйй а втяаитий (43) Опубликовано 25.10.78.бюллетень Ж 39 (53) УДК 531.717 (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.08.78 (72} Авторы изобретения

В, А, Арбузов и А. Г. Полешук (71) Заявитель

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения

АН СССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕНИЙ

КОНТРОЛИРУЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения малых пе ремешений контролируемой поверхности.

Известны устройства, предназначенные для контроля положения изображения и со» держащие последовательно установленные объектив с сервосистемой, призму Волас тона, дифракционную решетку и поляризационную светоделительную пркзму, у смежных граней которой установлено ufo фотоприемнику, выходы которых подключены к, дифференциальным входам усилителя )1j.

Наиболее близким rio технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения смещения контролируемой поверхности, содержащее оптически свазанные источник монокроматического излучения, светоделительный кубик, объектив, зеркало, установленное на электрическом вибраторе, и другой светоделительный кубик у смежных граней которого установлено о объективу, в фокальных плоскостях «оторых расположены, соответственно, контролируемаа поверхность и микродиафра гма. За микродиафрагмой установлен фотоприемник, выход которого подключен к синхронному детектору f2).

Дла повышения быстродействия измерения источник излучения выполнен с вращающейся плоскостью поляризации, а напротив двух других граней светоделительного кубика размещены соответственно кристалща лооптическая бифокальная линза и последовательно установленные поляроид и дополнительный фотоприемник, выход которого подключен к управляющему входу синхронного детектора.

fina обеспечения линейности измерениа микродиафрагма расположена между фокальными плоскостями кристаллической бифокал ьн oй лин зы.

2В Кроме того, с целью расширения диапазона производимых измерений между кристаллической бифокальной линзой, мик. родыафрагмой и соответствующими гранями светоделительного кубика установлено

25 по объективу.

1. Устройство для измерения смешения контролируемой поверхности, содержащее оптически связанные источник монохроматического излучения, светоделительный кубик., расположенные напротив одной из граней кубика микроднафрагму и фотоприемник, синхронный детектор, вход которо-, го подключен к выходу фотоприемника, о т л и ч а ю ш е е с а тем, что, с целью повышения быстродействия измерения, источник излучения выполнен с вращающейся плоскостью поляризации, а напротив двух других граней светоделительного ку бика размещены соответственно крнсталлооцтическая бифокальная линза и последовательно установленные поляроид и дополни тельный фотоприемник, выход которого подключен к управляющему входу синхронного детектора.

2, Устройство по пб 1 4 о 1 л и ч а ю ш е е с а тем, что микродиафзагма расположена между передними фокальными плоскостями кристаллической бнфокальной линзы.

3. Устройство по цп. 1 и 2, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью расширения диапазона производимых измерений, между кристаллической бифокальной линзой микродиафрагмой и соответствующими гранями светоделительного кубика установлено но объективу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Великобритании М 1396712, кл. Я 1 А, 1975.

2. Патент США % 37 689 10, кл. 356-167, 1973.

На чертеже дана принципиальная схе ма предлагаемого устройства, Оно состоит из оптически связанных двухчастотного лазера 1, светоделительного кубика 2, последовательно с которым установлены крнсталлооптическая бифокальная линза 3 и объектив 4, У одной из боковых граней светоделительного кубика установлены последовательно поляроид 5, и фотоприемник 6, а у другой гра- 16 ни - объектив 7, микродиафрагма 8 и второй фотоприемник 9. его выход подключен ко входу синхронного детектора 10, в то время как выход первого фотоприемника

6 подключен к управляющему входу синхронного детектора 10.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от двухчастотного лазера 1 поступает на светоделительный кубик 2е Часть светового потока отражает са в сторону полароида 5 и фотоприемни« ка 6. При прохождении линейно-поляризованного света с вращающейся плоскостью поляризации через полароид 5 интенсивность прошедшего света, воспринимаемая фотоприемником 6, е также электрический сигнал на его выходе будут промодулированы по .синусоидальному закону. Другая часть светового потока поступает на крис- ЗО таллооптическук бнфокальную линзу 3 и объектив 4. Эта оптическая система имеет две фокальные плоскости. Световые потоки, фокусируемые в этих плоскостях, поляризованы ортогонально, а их интенсивности меняются во времени по синусоидаль- ному закону с постоянным взаимным фаэовым сдвигом в полпериода иэ-за вращения плоскости поляризации. Контролируемаа поверхность 11 устанавливаетса, на- ® пример, посередине между этими плоскос тами, Отраженный от нее световой поток постудает обратно на светоделительный . кубик 2 и далее к объективу 7, в фокальной п о ко ти которого уано ее микро-45 диафрагма 8. Плоскость микродиафрагмы

8 оптически сопряжена с плоскостью исходного положения контролируемой поверхности. Выходное напряжение фотоприемника 9 при смешении контролируемой поверх- о ности 11 от исходного положения с достаточной степенью точности линейно зависит от величины смешения.

Предлагаемое устройство более эффективно, чем известные, так как его высокое быстродействие в сочетании с большой точностью измерения позволяет регистрировать быстротекущие процессы, а также обеспечивает высокую производительность контроля.

Формула иэобретениа

629444

Сост юитель С. Грачев

Редактор Т. Шагова Техред А. Алатырев Корректор И. Гоксич

Заказ 6057/37 Тираж 872 Подписное а Мнннст в СССР

UHHHHH Государственного комитета Совета Мнннс ро по делам .изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-.35, Раушскаа наб., д. 4/S

Филиал ППП "патент, r. Ужгород, ул. Проектиан, 4