Устройство для измерения отклонений от прямолинейности объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для измерений отклонений от прямолинейности , плоскостности, соосности, а также для центрирования объектов. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет обеспечения линейности соотношения величины смещения энергетического центра падающего на фотоприемник пучка лучей от величины смещения уголкового отражателя, т. е. от измеряемой величины. Устройство содержит источник 1 света, например газовый лазер, установленный в корпусе 2 с помощью винтов 3, коллиматор 4 и смонтированный на кронштейне 5 оптический блок, содержащий двухлучевую поляризационную призму Фостера (ППФ)6, линейный поляризатор 7 и четвертьволновую пластину 8. ППФ 6 установлена так, что оптическая ось элементов призмы перпендикулярна направлению прохождения пучка света от источника 1 света и параллельна плоскости поляризации этого пучка света. В этом же блоке размещен и позиционно-чувствительный фотоприемник 9, выходной сигнал которого подается на вход блока 10 индикации. Пучок света от источника 1 света , проходя через коллиматор 4, преобразуется из расходящегося в параллельный, затем падает на линейный поляризатор 7, проходит через ППФ 6 и направляется на уголковый отражатель 11, расположенный на контролируемом объекте 13. По смещению центра падающего на фотоприемник 9 пучка света, вызывающего пропорциональное изменение сигнала фотоприменика 9, поступающего на вход блока 10 индикации, судят об отклонении от прямолинейности. 1 з. п. ф-лы. 1 ил. О 00 |ЧЭ VI Он ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (зцю G 01 В 11/24; 11/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4758334/28 (22) 09.11.89 (46) 07.10.91. Бюл. М 37 (72) А.В. Соколов (53) 531,715.27 (088.8) (56) Патент США М 3871771, кл. G 01 В 11/30, 1975.

7 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ

ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для измерений отклонений от прямолинейности, плоскостности, соосности, а также для центрирования объектов. Цель изобретения — повышение точности измерения за счет обеспечения линейности соотношения величины смещения энергетического центра падающего на фотоприемник пучка лучей от величины смещения угол кового отражателя, т. е. от измеряемой величины. Устройство содержит источник 1 света, например газовый лазер, установленный в корпусе 2 с помощью винтов 3, коллиматор 4 и., Я2,, 1682769 А1 смонтированный на кронштейне 5 оптический блок, содержащий двухлучевую поляризационную призму Фостера (ППФ)6, линейный поляризатор 7 и четвертьволновую пластину 8. ППФ 6 установлена так, что оптическая ось элементов призмы перпендикулярна направлению прохождения пучка света от источника 1 света и параллельна плоскости поляризации этого пучка света. В этом же блоке размещен и позиционно — чувствительный фотоприемник 9, выходной сигнал которого подается на вход блока 10 индикации. Пучок света от источника 1 света, проходя через коллиматор 4, преобразуется из расходящегося в параллельный, затем падает на линейный поляризатор 7, проходит через ППФ 6 и направляется на уголковый отражатель 11, расположенный на контролируемом объекте 13. По смещению центра падающего на фотоприемник 9 пучка света, вызывающего пропорциональное изменение сигнала фотоприменика 9, поступающего на вход блока 10 индикации, судят об отклонении от прямолинейности.

1 з. и. ф — лы. 1 ил.

1682769

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для измерений отклонений от прямолинейности, плоскостности, соосности, а также для центрирования объектов.

Цель изобретения — повышение точности измерения эа счет обеспечения линейности соотношения величины смещения энергетического центра падающего на фотоприемник пучка лучей от величины смещения уголкового отражателя, т. е. от измеряемой величины.

На чертеже изображено устройство для измерения отклонения от прямолинейности объекта, общий вид.

Устройство содержит источник 1 света, например газовый лазер, установленный в корпусе 2 с помощью юстировочных винтов

3, коллиматор 4 и установленный на кронштейне 5 блок оптических элементов, включающий двухлучевую поляризационную призму 6 Фостера, линейный поляризатор 7 и четвертьволновую пластину 8. Призма 6 установлена таким образом, чтобы оптическая ось элементов призмы была перпендикулярна направлению прохождения пучка света от источника 1 света и параллельна плоскости поляризации этого пучка света.

Это условие достигается при сборке путем поворота источника 1 света в корпусе 2 до положения максимальной интенсивности прошедшего через призму 6 пучка света, после чего устанавливается линейный поляризатор 7 также по условию максимальной .интенсивности прошедшего пучка света, На выходном торце призмы 6 неподвижно закреплена четвертьволновая пластина 8. В этом же блоке установлен и позиционночувствительный фотоприемник 9, выходной сигнал которого, пропорциональный смещению падающего на фотоприемник 9 пучка света, подается на вход блока 10 индикации.

Проходящий от источника 1 света через оптический блок пучок света направляется на уголковый отражатель 11, установленный в центрирующем корпусе 12 на контролируемом объекте 13.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 света излучает пучок света, который, проходя через коллектор 4, преобразуется из расходящегося в параллельный. В качестве коллиматора 4 могут быть применены афокальные оптические системы Кеплера или Галилея. Полученный параллельный пучок .света падает на линейный поляризатор 7, где дополнительно стабилизируется положение плоскости поляризации пучка света, проходит через

50 .пучок света испытывает полное отражение

Формула изобретения

1. Устройство для измерения отклонений от прямолинейности объекта, содержащее источник линейно поляризованного света, уголковый отражатель, предназначенный для установки на контролируемом объекте, четвертьволновую пластину и фотоприемник, о т л и ч а а щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено двухлучевой поляризацион5

35 двухлучевую поляриэационную призму 6

Фостера и направляется на уголковый отражатель 11, установленный на контролируемом объекте 13.

При совпадении вершины уголкового отражателя 11 с центром падающего пучка света отраженный пучок лучей совпадает с пучком света, выходящим из оптического блока. При смещении вершины уголкового отражателя 11 от центра падающего пучка лучей на величину а отраженный пучок света сместится от своего первоначального положения на величину 2а. Проходя далее через четвертьволновую пластину 8 и поляриэационную призму 6, данный пучок света полностью отразится от плоскости раздела элементов поляризационной призмы 6, а зат м от верхней зеркальной грани призмы 6 и попадает на фотоприемник 9, Так как положение оптического блока при измерении остается неподвижным, то и смещение центра падающего на фотоприемник 9 пучка света также будет равно удвоенному значению смещения контролируемого объекта 13 от своего номинального положения, что вызывает пропорциональное изменение сигнала фотоприемника 9, поступающего на вход блока 10 индикации.

Отсутствие отражения при прохождении через плоскость разреза элементов поляризационной призмы 6 пучка лучей, идущих со стороны источника 1 света и наоборот, полное их отражение от этой плоскости при прохождении пучка света от угол кового отражателя 11 объясняется свойствами самой поля ризационной призмы 6, а именно тем, что в первом случае показатель преломления прозрачного слоя разреза поляризационной призмы 6 Фостера больше показателя преломления падающего на него пучка света, имеющего плоскость поляризации, параллельную оптической оси элементов призмы 6, а во втором случае, после поворота плоскости поляризации проходящего пучка лучей на 90" с помощью двойного прохождения им четвертьволновой пластины 8, показатель преломления его становится мен ьше показателя и реломления прозрачного слоя разреза призмы 6 и

1682769

Составитель Л. Лобэова

Техред М.Моргентал Корректор Н. Король

Редактор В. Данко

Заказ 3401 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4l5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ный призмой Фостера, неподвижно установленной по ходу светового пучка эа источником линейно поляризованного света, четвертьволновой пластиной, установленной на торце призмы, обращенном к уголковому отражателю таким образом, что оптическая ось призмы перпендикулярна направлению прохождения пучка от источника линейно поляризованного света и параллельна плоскости поляризации этого пучка.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ а я5 с я тем, что оно снабжено линейным поляризатором, установленным на торце призмы, обращенным к источнику линейно поляризованного света.