Устройство для автоматического измерения отклонений от прямолинейности поверхности

 

О П И С А Н И Е (1цв з245

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социал исти неских

Ресттубвни

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву с присоединением эаявки № (23) Приоритет

Гот дарственный квинтет

6оаата Мнннотроа СССР оо делам нзооретеннй н отнрытнй (43) Опубликоваио(о5.05. 76. Бюллетень Х 17

I \ (45) Дата опубликования описаииИ 14.05.76

4 (53) УДК

531.715.27 (O8B.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Леонов. Л. Л. Зейгман и Ю. H. Кокни (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ПЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ ПОВЕРХНОСТИ

Изобретение относится к измерительной

;технике, в частности к приборам для иэме-! рения непрямолинейности, и может быть применено в станкостроительной и металло,обрабатывающей промышленности, а также во всех областях науки, техники, где производятся измерения отклонений от прямолинейности.

Известно устройство для автоматического измерения отклонений от прямолинейности поверхности, содержащее последова тельно расположенные источник света, измерительную каретку с установленным на ней оптическим блоком, выполненным а ви,де двух линз, компенсационную пластину, аксикон, позиционно-чувствительный фотоприемник и электронный блок обработки сигнала с фотоприемника, !

Источник света установлен на одном кон це измеряемой поверхности, аксикон на другом. Фотоприемник электрически связан

1 ! с плоскопараллельной пластиной. Любое .отклонение измерительной каретки от оси

1 ,аксикона приводит к смешению изображ эния точечного источника на поверхности.фотоприемника. Выходное напряжение, появляющееся на выходе фотоприемника в ре,зультате этого отклонения, усиливается и подается на сврводвигатель, который управляет угловым перемещением компенсационной пластины таким образом, чтобы изобра,жение оставалось в центре фотоприемника. !

Измеряя угловое положение компенсационной пластины в измеряемых точках судят

10 о величине отклонения от прямолинейности поверхности

Недостатки известного устройства эаклю чаются в наличии механической связи для поворота компенсационной пластины, кото15 рая приводит к большим погрешностям ре-! зультата измерения, а также сложность преобразования измеряемой величины в электрический сигнал.

Цель изобретения - уменьшение погреш20 ности измерения и упрощения преобразования измеряемой величины в электрический

:сигнал, Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что оптический блок

И выполнен в виде последовательно установ< (22) аявлеиоС 2 1? 74(21} 080445 5 28 (51) + К

gO1 В 11/ЗО

r 513245 ленных мозаичного модулятора Керра и лин- дя эы, а фотоприемник расположен В фокаль» мо ной плоскости линзы и электрически связан с электродами модулятора Керра.

На чертеже изображено предлагаемое ;гд устройство, общий вид.

6 пр

Устройство содержит источник св.та 1, например лазер, который создает световой п поток, направленный в сторону измерительной каретки 2, перемещающейся вдоль

Измеряемой поверхности. На измерительной каретке расположены мозаичный моду- тр лятор Kepps и линза 3, в фокальной плос кости которой размещен фотоприемник 4.

Световой поток, сформированный источником спета, попадает на мозаичный моду лятор Керра. Мозаичный модулятор состоит из двух ячеек Керра 5 и 6, в которые пр введены электроды 7 и 8 и один общий электрод 9. Ячейки Керра расположены между скрещенными поляроидом 10 и анализатором 11. Мозаичный модулятор Керра установлен таким образом, что часть ра светового потока попадает в ячейку 5, а часть — a ячейку 6. Световой поток, прошедший модулятор, собирается линзой на фотоприемняк 4, сигнал с фотоприемника попадает в электронный блок обработки сит нала с фотоприемника, гдв он усиливается ву усилителем 12 и детектируется фаэовым

39

pаВ детектором 13. Напряжение с фазового де- Рат твктора поступает на генераторы высоковольтныхимпульсов 14 H 15, вырабатывающих поочередно однополярные импульсы одинаковой длительности, причем амплитуда их управляется. напряжением с фазового детекторе таким образом, что если амплитуда импульса с одного генератора уменьшается, то амплитуда импульса с другого тор генератора возрастает на такую же вели- 40 ры чину, t им.

Устрой гво — àáîòàåò следующим обрада эом. раз

Вследствие непрямолинейностн измеря1 вмой поверхности 16, измерительная карет ка " перемещается относительно светового потока, что приводит к перемещению мопод эанчного моцулятора Кврра относительно светового потока.

Так как часть светового потока попадает в ячейку 5, а часть-в ячейку 6,( интенсивности световых потоков, попавших в этн ячейки, определяется положением измерительной каретки 2 относительно луча света, т. е, нвпрямолинвйнастью измеряемой поверхности.

По известному свойству модулятора Кврра последний меняет свою прозрачность в зависимости от приложенного к электродам ячейки напряжения н интенсивность выхощего иэ модулятора светового потока жет быть определена по формуле:

„Э" Эй л Яа, e g - интенсивность светового потока, ошедшего модулятор, - интенсивность светового потока, оступившего в модулятор, Я. - коэффициент, определяемый контруктивными параметрами, Q - напряжение, приложенное к элекодам ячейки.

Таким образом, вследствие того, .что генераторов 14 и 15 поочередно, подаются высоковольтные импульсы на я .вйки и 6, последние поочередно пропускают етовой поток, т, е. когда одна ячейка опускает свет, то другая закрыта, и наборот. Если световые потоки, поп 1вшие ячейки 5 и 6 одинаковы и амплитуды пульсов равны между собой, световой пок на выхое мозаичного модулятора Керне меняется во времени, и на выходе гоприемника 4, который фиксирует интенность светового потока, отсутствует сигan рассогласования. При различной интенности световых потоков, подающих на йкн„ на выходе фотопрнемннка"присутстет сигнал рассогласования с частотой, 4 ной частоте, которую генерируют генеоры высоковольтных импульсов 14 и 15. эа сигнала рассогласования указывает акой из ячеек интенсивность светового ока больше либо меньше, тем самым актеризует направлен re смешения светоо потока.

Сигнал рассогласова .хя усиливается усиелем 12, преобразуется фазовым детвком 13 в постоянные напряжения, котов подаются на генераторы высоковольтных пульсов 14 и 15 и управляю амплитуми высоковольтных импульсов, Таким обом, когда на одну ячейку попадает больая интенсивность светового потока, подая мв, ьшая амплитуда импульса„что уменьет прозрачность ячейки, то на другую ается большая. амплитуда импульса и соетственно ее прозрачность увеличиваетЭто приводит к уменьшению сигнала ошибки. По разности амплитуд импульсов судят о разности интенсивностей световых потоков и о величине отклонения от прямолинейности измеряемой поверхности.

Формула изобретения

Устройство для автоматического измерения отклонений от прямолинейности поверхности, содержащее последовательно расположенные источник света,. измерительную

Составитель Лобзова !

Редактор М. Васильева Техред М. Ликович Корректор И, Гоксич

Заказ 603/29 Тираж 864 Подписнс з

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1 3035, Москва, 35, Раушская наб„д.4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каретку с установленным на ней,оптическим блоком, фотоприемник и электронный блок обработки сигнала с фотоприемника, т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности;измер ния, оптический блок выполнен в виде последовательно уста новленных мозаичного модулятора Керра н инзы, а фотоприелник расположен в фокаль

oN плоскости линзы и электрически связан электродами модулятора Керра.