Способ определения диаметра отверстий и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении диаметра отверстий. Целью изобретения является повышение точности за счет исключения ошибок, связанных с влиянием на регистрируемые параметры длины отверстия, и повышение информативности путем определения длины отверстия. Освещают контролируемое и эталонное отверстия . Формируют действительное изображение эталонного отверстия. Формируют дифракционное изображение от входной плоскости контролируемого отверстия и действительное изображение от его выходной плоскости, сравнивают действительные изображения контролируемого и эталонного отверстий , фиксируют координату эталонного отверстия, принимают ее за начало отсчета, перемещают эталонное отверстие вдоль пучка , формируют его дифракционные изображения и сравнивают их с дифракционным изображением контролируемого отверстия, добиваются совпадения этих изображений, при совпадении фиксируют координату эталонного отверстия, принимают ее за окончание отсчета и находят разность зафиксированных координат, по которой определяют диаметр отверстия и его длину. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 11/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4651368/28 (22) 17.02.89 (46) 15.01.91. Бюл. N 2. (71) Институт электроники АН БССР (72) В.Н,Ильин и Е.В.Галушко (53) 531.715.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1413415, кл. G01 В 11/12,,1988. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРА

ОТВЕРСТИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛ Е Н ИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении диаметра отверстий. Целью изобретения является повышение точности за счет исключения ошибок, связанных с влиянием на регистрируемые параметры длины отверстия, и повыщение информативности путем определения длины отверстия. Освещают контролируемое и эталонное отверИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении диаметра отверстий, Целью изобретения является повышение точности за счет исключения ошибок, связанных с влиянием на регистрируемые параметры длины отверстия, и повышение информативности путем определения длины отверстия.

На чертеже изображена оптическая схема устройства для определения диаметра отверстий.

Устройство содержит лазер 1, оптически связанные коллиматор 2 и первый светоделитель 3, первую призму 4, второй светоделитель 5, оптически связанный с отражателем 6 и первым фотоприемником 7, диафрагму 8, установленную перед входом первого фотоприемника 7, оптически свя„„Я „„1б20826 А1 стия. Формируют действительное изображение эталонного отверстия. Формируют дифракционное изображение от входной плоскости контролируемого отверстия и действительное изображение от его выходной плоскости. сравнивают действительные изображения контролируемого и эталонного отверстий, фиксируют координату эталонного отверстия, принимают ее за начало отсчета, перемещают эталонное отверстие вдоль пучка, формируют его дифракционные изображения и сравнивают их с дифракционным изображением контролируемого отверстия, добиваются совпадения этих изображений, при совпадении фиксируют координату эталонного отверстия, принимают ее за окончание отсчета и находят разность зафиксированных координат, по которой определяют диаметр отверстия и его длину, 2 с,п. ф-лы, 1 ил. занные объектив 9 и второй фотоприемник

10, узел 11 крепления объекта 12 с контро- лируемым отверстием, вторую призму 13, установленную между первой призмой 4 и вторым светоделителем 5, диафрагму 14 с эталонным отверстием, установленную между второй призмой 13 и объективом 9, коммутатор 15, установленный между диафрагмой 14 с эталонным отверстием и объективом 9 под углом 45 к его оси, диафрагма

14 с эталонным отверстием механически связана с отражателем 6 с возможностью совместного перещения, а узел 11 крепления размещен между первым светоделителем 3 и коммутатором 15, Способ осуществляют следующим образом.

Излучение лазера 1 коллимируют коллиматором 2 и делят первым светоделителем 3

1620826 на два пучка: прошедший и отраженный.

Отраженным пучком освещают контролируемое отверстие. Прошедший пучок последовательно отражается первой призмой 4 и второй призмой 13. Этим пучком освещают . эталонное отверстие и с помощью объектива 9 получают его действительное изображение на втором фотоприемнике 10.

Отраженный первым светоделителем 3 пучок излучения после прохождения контролируемого отверстия отражается коммутатором 15, проходит объектив 9 и попадает на второй фотоприемник 10, С помощью фотоприемника 10 регистрируют интенсивность излучения в дифракционной картине вдоль оси пучка излучения, прошедшего отверстие, и фиксируют координаты трех последовательных центральных минимумов интенсивности излучения в дифракционной картине. Формируют дифракционное изображение от входной плоскости контролируемого отверстия и действительное иэображение от его выходной .плоскости. Действительные изображения контролируемого и эталонного отверстий сравнивают с помощью коммутатора 15, выполненного с зеркальными участками, чередующимися с равными им по размеру и форме прозрачными участками. Коммутация изображений осуществляется вращением коммутатора 15. Фиксируют координату эталонного отверстия, соответствующую его положению при получении действительного изображения, и принимают ее за начало отсчета. Эталонное отверстие перемещают вдоль пучка, вместе с ним перемещается отражатель 6. Отражатель 6 со вторым светоделителем 5 образуют линейный интерферометр Майкельсона, В интерферометр поступает часть излучения от первой призмы 4, не попавшая на вторую призму 13.

Проинтерферировавшее излучение регистрируется первым фотоприемником 7, по сигналу с которого определяют величину совместного перемещения диафрагмы 14 с эталонным отверстием и отражателя 6. При перемещении эталонного отверстия формируют его дифракционные изображения и сравнивают их с дифракционным изображением контролируемого, отверстия, добиваются совпадения сравниваемых изображений, при совпадении фиксируют координату эталонного отверстия, принимают ее за окончание отсчета и находят разность зафиксированных координат, по которой определяют диаметр отверстия. С учетом зафиксированных координат определяют длину отверстия. Длину отверстия вычисляют по формуле

1 = (R + hR) /2iL(ng + пя),. где R — радиус отверстия; Л R — разность радиусов контролируемого и эталонного отверстий; 1 — длина волны; ng — полное число минимумов интенсивности в дифракционной картине; щ — число колец минимумов интенсивности в дифракционной картине контролируемого отверстия.

Диаметр отверстия вычисляют по формуле

10

О =2 где Si — относительная координата диафрагмы с эталонным отверстием.

Формула изобретения

1. Способ определения диаметра отверстий, заключающийся в том, что освещают

20 контролируемое отверстие, регистрируют интенсивность излучения в дифракционной картине вдоль оси пучка излучения, прошедшего отверстие. фиксируют координаты трех последовательных центральных минимумов интенсивности излучения в дифракционной картине и определяют диаметр отверстия с учетом зафиксированных координат, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и информативности путем определения длины отверстия, одновременно с контролируемым освещают эталонное отверстие, получают .его действительное изображение, после освещения отверстий формируют дифракционное изображение от входной плоскости контролируемого отверстия и действительное изображение от его выходной плоскости, сравнивают действительные изображения контролируемого и эталонного отверстий, 40 фиксируют координату эталонного отверстия, принимают ее за начало отсчета, перемещают эталонное отверстие вдоль пучка, формируют его дифракционные изображения и сравнивают их с дифракционным изображением контролируемого отверстия, добиваются совпадения этих изображений, при совпадении фиксируют координату эталонного отверстия, принимают ее за окончание отсчета и находят разность зафиксированных координат, по которой определяют длину отверстия.

2. Устройство для определения диаметра отверстий, содержащее лазер, оптически связанные коллиматор и первый светоделитель, 55 первую призму, второй светоделитель, опти- чески связанный с отражателем и первым фотоприемником, диафрагму, установленную перед входом первого фотоприемника, оптически связанные объектив,и второй фото1620826

Составитель В.Костюченко

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор Н.Горват

Заказ 4237 Тираж, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5, Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 приемник и узел крепления объекта с контролируемым отверстием, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и информативности путем определения длины отверстия, оно снабжено второй призмой, установленной между первой призмой и вторым светоделителем, диафрагмой с эталонным отверстием, установленной между второй призмой и объективом, коммутатором, установленным междудиафрагмой с эталонным отверстием и объективом под углом 45 к его оси, диафрагма с эталонным

5 отверстием механически связана с отражателем с возможностью совместного перемещения, а узел крепления размещен между . первым светоделителем и коммутатором.