Способ измерения геометрических размеров объекта и устройство для его осуществления

Способ измерения геометрических размеров объекта и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О ПМСА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 301078 (21) 2679004/25 — 28 (1) М. Кл з с присоединением заявки № (23) Приоритет

С 01 В 11/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.1080. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 301080 (5Ç) УДК 531. 717. .11(088.8) (72) Автор изобретения

А.Н. Грачев (7! ) Заявитель (54 ) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗИЕРОВ

ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при измерении диаметра и формы поперечного сечения фильер, тонких проволок и волокон, в том числе оп- 5 тических волокон, а так же в автоматических системах управления технологическими процессами.

Известен способ измерения геометрических размеров объекта по его ди- 10 фракционному изображению, заключающийся в том, что объект облучают монохроматическим когерентным излучением, осуществляют сканирование диффракционного изображения объекта, вы-15 деляют в образовавшемся,в результате сканирования видеосигнале путем дифференцирования импульсы, соответствующие экстремальным точкам диффракционного изображения, измеряют вре- 2О менной интервал между этими импульсами и по нему вычисляют контролируемый размер объекта (11.

Недостатком способа является его невысокая точность. 25

Изве тно устройство для измерения геометрических размеров объекта по его дифракционному изображению, содержащее последовательно расположенные лазер, систему расширения свето2 вого пучка объектов, преобразователь оптического изображения в электрический сигнал, блок обработки электрического сигнала и блок регистрации11)

Недостатками этого устройства являются небольшое быстродействие (порядка 20-100 измерений в секунду) и сравнительно невысокая точность измерений (0,3-3Ъ).

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является способ измерения геометрических размеров объекта по его дифракционному иэображению, заключающийся в том, что объект облучают монохроматическим когерентным излучением, осуществляют сканирование дифракционного изображения объекта, выделяют в образовавшемся в результате сканирования видеосигнала характерные точки, соответствующие характерным точкам в дифракционном изображении, и определяют измеряемый размер расчетным n> — тем, учитывая временное положение характерных точек f2).

Недостатком данного способа является его невысокая точность и скорость измерения

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст, !( г ., с

I; )C) г

B -тji; р, 11-, 1.И !

I З

=: l. ! ЛР

«1 j, ) (1.3" . . С; (i

6..тог ".. (1 (. " Г

< .3;.

А(3 .

1() .

711 сз Г

tI !

U, подается на кампаратар 13 " равнйми по величине и противаположнымк по знаку уровнями сравнения. Сигнал

11, на выходе компаратора 13 интегрируется интегрирующим усили= åëåì 14, При этом на выходе интегриру.с-.=„-его усилителя 14 Образуется сигнал треугольной @opbriH< который о "тупеет

В ГОРИЭОНТаЛЬНQЮ ОТКЛОНЯЮЩ,!!!O СНCТЕМ.; передающей телевизионной камеры 4 управляет разверткой электронного луча, например, влево. Как толька скгнал U на входе компаратора 13 у::. :еньшится до определенной величины прк поступлении отрицательного импульса,. соответствующего точке Л дифракцканнога распределения, так уровень выход ного сигнала П компаратара 13 станет положктельньм. 13 результате сигнал U., 1 на выходе интегрирующего усилителя 14 начнет уменьшаться по линейному закону. При этом начинает осуществляться сканирование вправо, которое продолжается до тех пор, пока на вход компаратора 13 не поступит положительный импульс, соответствующий точке Н днфракциОннОГО распределения. Как тОль-ко сигнал U на входе компаратора 13

6 достигнет второго положительного уров ня сравнeíèÿ, компаратор 13 вазвраща— ется в исходное состояние, сигнал О,,„ на его выходе становится отрицательным, сигнал на выходе кнтегркрующего усилителя 14 начинает линейно увеличиваться. При этом осуществляется сканирование влево. Таким образом,. осуществляется следующее сканирование дифракцканнога изображения на участхе между точками Л и И. Частота сканирования определяется расстоя= кием между рабочимк минимумами и ско=ростью сканирования. Расстоякке между характеристическими точками Л и Б дкфракцканнаго изображения завкск;-от формы и размеров контралируемага объекта 17. Скорость сканирования о— ределяется скорос-ью карастания и спада сигнала О треугольной формы в горизон — àëüíîé,отклоняющей системе передающей телевизионной камерь| 4, то есть параметрами время-зада.сщих элементов интегрирующего усилителя 14

Таккм абразам, частоту f следящего сканирования можно выразит= примерной формулой

Ч о

К

3м с C где ч — коэффициент. определяемый по- рядком рабочих минимумов и длиной волны излучения лазера;

D — измеряемый размер объекта 17.

Изменяя параметры время задающих элементов R и С интегрирующего уси3 лителя 14, нетрудно скомпенсировать коэффициенты Ч к К„ подобрав 1!

10 К где я = 1,2,3.... з .;".::0 ...::;."."=: О-",ка установить — П, cooтветci в ющеГО необходимому з зону к: =;.::: —. p н:!."! и рег улкрОВКОЙ !!=: =- ..= T =- B Bp==- :":B<=-, ающих элементов

С. ИНTLBрнруи;-;его усилителя 14

" - T -; —. —;. -, !- та;-. —.:,-таTc -.-,-у, -kBc To Ty .,ОГ.:В.К. . . :". - ":- =.B Ной 1 -- - I 0 0 . ЕСЛИ .:ОТНBQ:.":l:TB в. устрай тва объект .:.=,;..:=реник, Га на блc ê ÿ =о регист>уд:.; =.,ëpàpLòí выдаваться е: -0;.—::- .—;.,---:.-.;:.—: .- :: .-:=амер в абсолютпс 1П", Рабочие

J! . :.. ). " iа oEi= .. рать пад— — .. -::::=::Ое каяичествс тркггеП=- ;,::,ес: с .;Ои -ка характерис-. с.. - c- го триг ,- -(„, j (- QC Е<-ТБ1 ЕНИЯ .: :-..-. -;. и в»,o„-, Т 3К-трнггео::-.:."тс-...кнп:= 16 питания кнопка. » ., .:, ае: ...;: .. .1ная 2,, cQQTBeT:0 .: -:..:.:.:.Ой =:::-!l-.ицг. Благодар.. =:::-, . : ., с 1!:,, аступивший с

Д;;:.::::."::C.::.." .::.:.::.- i ПОСЛСДНЕ ГО: РИГГЕ; —.х»д .1 аК-тркг

:. «ОР:. » : б . . " . ":..к!; -.;; крантом пере

:.к.-:чнo.-! Qo-.таяние. .с -К -i:.. »:-.: —..ПНД СК!. НаЛа О»

;--. = -г е :- ..: .";: - -:легай вход пере . с ° ii

С "„Н |.с Р О В а Н К Я . = -. т:-ля«ст:.я аналов .", : ";» - л тя" rã ãера — : т-чз и к и Я с ...- - ..:,...,". "с:лы:.--. один раэ, б —, y < явила

;-:, =. Нр.:-»щ —..",.- ::. ..:.:::;Ое состояние. б; —,;-;-,-в;-,ре:, - ., ; „,, ::.,: . ",," Ле»:нз НОннОГО и- = - .:-; —. - :.-::.: — .: -:.:.х: с. :;.- кэмерес;ар- .;

Спаcаoб::=::з.:- ;:, F=ння Гесметркчеc к;.. Раз g po1 .-.-1;-«:.". .:а га я "G qHClpaK

Инок =(омч B Bc,.- ; —.Г.:.-,е ни:,а з аключающийся

-„а.--,.: .,--,О, - -. - .-.бл,.::= ют манахра:, —. р -- д к .—. ° ° .,; =. т .1 . тл л ттуче нкем

-вл -..з-. -... --:. с..:. ОВ . Н ЛЕ ДифРакЦИ„-н;-:ога;;э;.;- ":-:-:.:.:.=:.,- ": —; сб-ъ.екта,, выделяют —.Ов -,,--„-;,. —: -: е - .::"-:-..-::. -.:- .-,арактерные точ,а;, с:-.О тв; .:::-:: .=., .=., ðàêòåpíûì точ3 -,;« l «1 (l3 ..,- (l! l (31!;l,-.: i! 1:1! ит .(!

1 \»

I Е(. I» 4И

ЦС . (»1 КИ, втг»р:«и ,л i,",t« т.,ра

;:р-.;т и:«;»»о

; » t . НГ»131!1 « хо;1 «с т

РИ 3»3::ГЛЬ

,1 -1 Г . » »И, ИО

Г ЕЛ»" 1

;7 11!» В Г«

p "(«1« .

rr lcI

СИО I "М (и

1С1 "Г

»»Е Г (Л

; Ю

»О« дс и и к г а „ I«); л x», е !

, M Д1!! Y. О

Г. Л О К "3,7 .. y

:д вс

=.xt к а ч е =; =- е

ВВ Н 3,-:; -,Отr w»... n till! КИ И

t с вl! и."а::ие н г1»»ар(.«3. ни

11« И gхг-П(1 11» P 1 I« г .(=,, г",г ", ПРИ(»Я

1, ты» (с 1

4 »б, (у аг! ас(1, г(О! Ртl!3 E :.CCF г»

Ly

?asei (»(J г а l

»<г!. (", Г, а 1. С (4 а. r Г. Г I

С Г- 31 «3(,.7 (Е: tio(1 С

7», с(1 ", (Г;

20 о г з «1 t 1 !3

tF . ! » 7 (,. г.- . »ти.(,(!

t 1

l ! ! г" .! 4

7;7 !

1 ! (1 (1

1 г ! (т— ! (Я вЂ” Гс --" - у

) 7 ГГ («; ! -| L"-. ! (! ! ! —,7! -г

« (Ссг«7» Г

Гс (!

1 1

»

L!

Л с огределяют измеряемый размер, о т л и ч а ю шийся тем, что, целью повышения точнос:ти и ск !p7:!" и измерений, осуществляют следящегв »к-.— нирование на участке ме>»сду двумя ха»рактерными точками дифра«кцио»»ноге изображения объекта, измеряют час=»»ту следящего сканирования этого у:».Itñ:òка дифракционного изображе»«ия и ней определяют измеряемый ра:«м(ер объекта.

2. устройство для осуществ-.ения способа по и. 1, содержащее после!!с!вательно расположенные лазер „сис ".-.му расширения светового пучка, объек ив, передающую телевизионную камеру, «плок преобразования телевизионного вид»осигнала и блок регистрации,,) т .л и ч а ю щ Е Е с я тем, что в нем б.г..ок преобразования телевизионного вид»-:— сигнала выполнен в виде схемы, состоящей из последовательно соегин»;— ных дифференцирующего усилителя« ог—

1(11 (Д Иф—

И, Вт .;r,l « Э Ра... НИ-,, 1ВО;™..НГд; «ф л(Г«р r я ц и р у»(»щ1 е и

;:àI«НЫМИ ИО

,С «,С,»1,(Г,(И «. r» .«1; а.с и ч ". е 1»и I к»Г(» " о

О» ОI rl: .С«С ДИ»1С i! С

НС»Г.-: С ГК.»ОНС .ИЯ ,, Г«, !;-< амерtg и

;:. H-. ãî .1» жу выхо— г::".чика, а в (; И (ЛСси1ОЛЬГ, «»в

r 71

Г1«Г Г Ч (! 7. ! !

«

Г »г Г (, !

l !

»,1 ! J !

Составитель П. 10ров

Редактор Е. Дайч Техред А.Ач оррек-op H тец

Заказ 7715 56

Тираж 801 Подписное

ВЦИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4