Способ измерения геометрических размеров объекта и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено.для оптического контроля параметров наружных резьбовых поверхностей. Цель изобретения - повышение точности и надежности измерений достигается в способе использованием всего потока излучения, а в устройстве - повышением отношения сигнал/шум. Светоделитель , расположённый на входе форми- . рователя двух пучков, вьшолненного в виде отражателя и ослабителя, делит световой пучок эллиптического сечения на. два пучка, освещающих объект с двух сторон. Дифрагировавшее излучение попадает на противоположные участки объектива, преобразующего это излучение в пространственный частот- НЙ1Й спектр, из которого выделяется с помощью фильтра, вьтолненного в виде набора щелей, весь диапазон пространственньрс частот вдоль измеряемой зоны и определяют размер объекта по величине временного интервала на заданных уровнях электрического сигнала. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 В 11/02

>(iI3 „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БИЙАНОТ л;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4101936/24-28 (22) 11,06.86 (46) 15.04.88. Бюл. 1Ф 14 (71) МВТУ им. Н.Э.Баумана (72) А.В.Уваров, А.Д.Бушмакин, В.П.Минина, В.Б,Немтинов и N.Ê.Ìèíèí (53) 53 1.717.11(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР.

У 372429, кл. G 01 В 11/10, 1983.

Автометрия, 1983, Р 4, с.62, рис.4. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ

РАЗМЕРОВ ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для оптического контроля параметров наружных резьбовых поверхностей. Цель изобретения — повышение точности и надежности измерений достигается в

„„80„„1388708 А1 способе использованием всего потока излучения, а в устройстве - повышением отношения сигнал/шум. Светоделитель, расположенный на входе формирователя двух пучков, выполненного в виде отражателя и ослабителя, делит световой пучок эллиптического сечения на два пучка, освещающих объект с двух сторон. Дифрагировавшее излучение попадает на противоположные участки объектива, преобразующего это излучение в пространственный частотный спектр, из которого выделяется с помощью фильтра, выполненного в виде набора щелей, весь диапазон пространственных частот вдоль измеряемой зо- а ны и определяют размер объекта по величине временного интервала на заданных уровнях электрического сигнала.

2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1388708

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении линейных размеров протяженных объектов сложной формы, в частности, для бесконтактного оптического контроля параметров наружных резьбовых поверхностей, таких как средний, наружный и внутренний диаметры, угол профиля, шаг.

Цель изобретения — повышение точности и надежности измерений — достигается в способе за счет исполввования всего потока излучения, а в уст- ройстве — повышением отношения сигнал/шум.

На фиг ° 1 и 2 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устрс йство содержит источник 1 из- 20 лучения и расположенные по ходу излучения коллиматор 2,афокальную цилиндрическую насадку 3, состоящую из положительной и отрицательной цилиндри- ческих линз, формирователь 4 двух 25 пучков, состоящий из светоделителя 5, отражателя 6 и ослабителя 7, объектив 8, пространственно-частотный фильтр 9, отражатели 1О и регистрирующий блок 11. 30

Способ осуществляют следующим образом.

Излучение от источника 1 с помощью коллиматора 2 и афокальной цилиндрической насадки 3 формируется в виде светового пучка эллиптического сечения. Светоделитель 5, расположенный на входе формирователя 4 двух пучков и выполненный, например, в виде полупрозрачного зеркала или куб-приз40 мы, делит сформированный световой пучок на два пучка — отраженный 13 и прошедший 14. Отраженный пучок 13 попадает на отражатель 6, выполненный, например, в виде зеркала или прямоугольной призмы, и после повторного

45 отражения распространяется параллельно прошедшему пучку 14. Два разделенных пучка проходят через ослабитель 7, уравнивающий интенсивности в. этих пучках, выполненный, например, 50 в виде оптического клина или поляризационного выравнивателя, направляются на объект 12 и освещают его с двух сторон, проходя через крайние участки АС и BD измеряемой зоны.

Дифрагировавшее излучение попадает на противоположные участки объектива 8, преобразующего это излучение в пространственно-частотный спектр, который локализуется в задней фокальной плоскости Х, У (частотной плоскости 9x, „ ). Выделяя весь диапазон пространственных частот вдоль измеряемой зоны с помодью полосового пространственно-частотного фильтра 9, выполненного в виде набора узких щелей, осуществляют фильтрацию пространственно-частотного спектра, Отражатели 10, выполненные, например, в виде зеркал или призм полного внутреннего отражения и расположенные между пространственно-частотным фильтром 9 и регистрирующим блоком 11 так, что оптические оси, двух освещающих .пучков и оптическая ось объектива 8 лежат в плоскости падения, оптически сводят края изображения измеряемой зоны, В результате информативные края иэображения измеряемой зоны располагаются в пределах чувствительной площадки прием ного устройства регистрирующего блока 11 (например, фотокатода видикона телевизионной камеры или ПЗС-матрицы) при выбранном линейном увеличении объектива 8.

Регистрирующий блок 11 регистрирует распределение интенсивности в получаемом полосовом изображении в виде электрического сигнала. Измеряемый размер определяется по величине временного интервала на заданных уровнях электрического сигнала.

Формула и з обретения

1, Способ измерения геометрических размеров объекта, заключающийся в том, что формируют световой пучок, освещают объект, преобразуют дифрагированное излучение в пространственночастотный спектр, осуществляют фильтрацию пространственно-частотного спектра, преобразуют распределение интенсивности излучения в электрические сигналы н по величине временного интервала между электрическими . сигналами определяют измеряемый размер, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, световой пучок формируют эллиптического сечения, делят световой пучок на два пучка, освещают объект с двух сторон, фильтрацию осуществляют выделением все1388708

ro диапазона пространственных частот вдоль измеряемой зоны, а перед регистрацией распределителя интенсивности излучения сводят края изображения измеряемой зоны, 2. Устройство для измерения геометрических размеров объекта, содержащее источник излучения и расположенные по ходу излучения коллиматор, объектив, пространственно-частотный фильтр и регистрирующий блок, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено расположенными на коллиматором последовательно по ходу излучения афокальной,цилиндрической насадкой, выполненной в виде положительной .и отрицательной цилиндрических линз, формирователем двух пучков, состоящим из светоделителя и

5 отражателя, расположенных последовательно на оптической ос и одного из пучков, и ослабителя, расположенного так, что через него проходят оптические оси обоих пучков, отражателями, расположенными между пространственно-частотным фильтром и регистрирующим блоком так, что оптические оси обоих пучков и оптическая ось объектива лежат в плоскости падения,а пространственно-частотный фильтр выполнен в виде набора щелей.

1388708

Составитель В. Климова

Редактор А.Ревин Техред H.Bepec Корректор Н, Король

Заказ 1570/42 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

IIo делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r..Óêãoðoä, ул. Проектная, 4