Устройство для бесконтактного измерения расстояний

Устройство для бесконтактного измерения расстояний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз СоветскИх

Социалистических

Республик

<1>868341

©P: (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 310180 (21) 2877048/25-28 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.

G 01 Г 11/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.81 Бюллетень № 36 (53) УДК 531. 71:531. . 14 (088. 8) Дата опубликования описания 30.09.81 д пр Московском трижды ден а Мбййн ордена Октябрьской Революции и ордена ру

Знамени автомобильном заводе им. V.А.Лихачева (71) Заявитель сного (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕ;РЕНИЯ

РАССТОЯНИЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля размерных параметров изделий.

Известно устройство для измерения расстояния до поверхности, содержащее лазер и,интерференционную cxeMjj (1l .

Недостатком устройства является невозможность измерения им расстояний в случае негладких поверхностей .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к . предлагаемому является устройство, содержащее источник света с модулятором, последовательно установленные по ходу светового потока светодели,тель, объектив, второй светоделитель и два оптико-электронных канала, каждый из которых включает последовательно расположенные линзу, диафрагму, установленную в одной иэ каналов перед, а в другом — за фокусом линзы, и фотоприемник, и последовательно соединенные схему сравнения, сервоусилитель, усилитель мощности и сервопрнвод, а входы схемы сравнения соединены с выходом фотоприемников(2)..

Недостатком известного устройства является низкая производительность измерений при контроле иэделий, имеющих негладкую поверхность, или ряда однотипных изделий, установленных с зазорами на опорной плоскости.

Цель изобретения — повышение производительности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным, идентичным основным, оптико-электронным каналом, диафрагма в котором установлена в фокусе линзы, компаратором, один из входов которого соединен с выходом фотоприемника дополнительного канала, блоком опорного напряжения„ подключенным ко второму входу компаратора, и логическим блоком, установленным между схемой сравнения и сервоусилителем и управляющий вход которого подключен к выходу компаратора.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. устройство содержит источник 1 света с модулятором 2, светоделитель

3, объектив 4 для фокусировки оптического луча на контролируемую поверхность, второй светоделитель 5, третий светоделитель 6 и два оптикоэлектронных канала, включающих диафрагмы 7 и 8, которые установлены

868341 ти относительно опорной плоскости.

Если выполняется условие 0ф ) О», ° то компаратор 21 выдает разрешающий сигнал на логический блок 17, который пропускает раэностный сигнал определенной фазы с блока 13 сравнения на сервоусилитель 18, после сервоусилителя сигнал определенной полярности усиливается по мощности в усилителе . 19 и поступает на сервопривод 20, который перемещает оптическую систему устройства в определенном направлении, уменьшая сигнал рассогласования. Измеряя перемещения вала сервопривода 20, можно непрерывно производить измерение высоты положения контролируемой части негладкой поверхности, образованной либо ступенчатой деталью, либо рядом однотипных деталей, относительно опорной плоскости, по которой они перемещаются.

20 Таким образом, введение дополнительного оптико-электронного канала, блока опорного напряжения и компаратора позволяет измерять расстояние до контролируемой поверхности ряда

25 деталей на более высокой скорости, что существенно повышает производительность измерений.

ФОРмУла из обретения по разные стороны от заднего фокуса линз 9 и 10, и фотоприемники 11 и

12, схему 13 сравнения, дополнительный оптико-электронный канал, включающий линзу 14 с установленной в ее заднем фокусе диафрагмой 15 и фотоприемник 16, логический блок 17, включенный между схемой 13 сравнения и сервоусилителем,18, усилитель мощности 19, сервопривод 20, компаратор

2.1, блок 22 опорного напряжения и )лок 23 измерения перемещений вала сервопривода.

Один иэ входов компаратора соединен с выходом фотоприемника дополнительного канала, другой — с блоком опорного напряжения, а выход подключен к управляющему входу логического блока.

Устройство работает следующим образом, Детали 24 совершают поступательное движение по опорной плоскости 26.

Если контролируемая поверхность 25 находится в фокусе объектива 4, то за счет соответствующей установки диафрагм 7 и 8 по разные с ороны от заднего фокуса линз 9 и 10 на фотоприемники 11 и 12 попадают одинаковые световые потоки и соответственно со схемы 13 сравнения снимается ну,левой сигнал. При изменении высоты контролируемой поверхности относительно опорной плоскости 26, а также относительно объектива 4 устройстза, на одном иэ фотоприемников 11 или 12 световой поток увеличивается, а, на другом уменьшается, сигналы с фотоприемников попадают на схему 13 сравнения, которая вырабатывает разностный сигнал той или иной фазы. Этот сигнал поступает на логический блок

17, который пропускает этот разност- 40 ный сигнал на сервоусилитель 18 только при наличии разрешакщего потенциала с компаратора 21. Одновременно часть светового потока попадает на фотоприемник 16, причем, если 45 в данный момент перед объективом 4 устройства находится контролируемая поверхность 25, диафрагма 15, установленная в заднем фокусе линзы 14, пропускает на фотоприемник 16 световой поток большей величины, чем от впадины (или от опорной плоскости).

С фотоприемника 16 сигнал, пропорциональный величине светового потока, поступает на компаратор 21, где амп- . литуда этого сигнала Оф сравнивается по величине с напряжением подпора Ut,, которое вырабатывается блоком

22 опорного напряжения. Блок 22 опорных напряжений позволяет легко перестраивать величину У„ в эависимос- 40 ти от конфигурации измеряемых деталей, величина напряжения подпора

Оя задается пропорциональной абсолют- ной величине. скачкообразного изменения высоты контролируемой поверхнос- 65

Устройство для бесконтактного измерения расстояний, содержащее последовательно установленные по ходу светового .потока светоделитель, объектив, источник света с модулятором, второй светоделитель и два оптикоэлектронных канала, каждый иэ которых включает последовательно расположенные линзу, диафрагму, установленную в одном из каналов перед, а в другом — за фокусом линзы, и фотоприемник, и последовательно соединенные схему сравнения, сервоусилитель, усилитель мощности и сервопривод, а входы схемы сравнения соединены с выходом фотоприемников, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности измерений, оно снабжено дополнительным, идентичным основным, оптикоэлектронным каналом, диафрагма в котором установлена в фокусе линзы; компаратором, один из входов которого соединен с выходом фотоприемника дополнительного канала, блоком опорного напряжения, подключенным ко второму входу компаратора, и логическим блоком, установленным между схемой сравнения и сервоусилителем и управляющий вход которого подключен к выходу компаратора.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Великобритании 91472894, кл. G 1 А, 1977.

2. Японский патент 947-18787. кл. 106 С 2, 1972 (прототип).

868341

Составитель S.Ïîòàïîâ

Техред Т.Маточка Корректор Г.Решетник

Редактор В. Петраш

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

Заказ 8298/50 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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