Устройство для измерения углов Советский патент 1983 года по МПК G01B11/26 

О1

го

4 -J

Фиг.1 Изобретение относится к иамернтепьной технике, в частности к оптическим измерителям малых углов, и может быть использовано для контроля перпендику лярности торцов трубок к внутреннему каналу. Известно оптико-электронное угломерное устройство, содержащее лазер, оптический модулятор, отражатель светового потока, жестко связываемый с контролируемым объектом, фотоприемник нелинейный усилитель и регистрат эр; fl Однако такое устройство не позволяет измерять непосредственно отклонения контролируемой поверхности от перпендикулярности к пучку лазерного излучения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройств для измерения углов, содержащее оптически связанные и последовательно расположенные лазер, два зеркала, первое из которых выполнено плоским и связывается с контролируемым объектом, и измерительный экран. Второе зеркало, как и первое, выполнено плоским С2. К недостаткам известного устройс-геа относятся невысокие точность и разреша ющая способность измерения, выражакм щиеся в том, что с уменьшением измеря- емого угла расстояния между пучками лазерного излучения сокращаются и при угле, меньшем расходимости излучения лазера, они начинают накладываться один на другой и производить измерение ста НОВИ1ЧЗЯ невозможным. Указанные недостатки больше всего проявляются при контроле перпендикулярности торцов трубок относительно внутреннего канала. В этом случае точность определения расстояний между пятнами излучения невелика, а при неперпендикулярности менее 4 пучки накладываются один на другой и измерение теряет объек тивность. Цель изобретения - пош 1шение разрешакщей способности и точности измерени Поставленная цепь достигается тем, что-устройство для измерения углов, содержащее оптически связанные и последо вательно установленные лазер, два зерка ла, первое из которых выполнено плоским и связывается с контролируемым объектом, и измерительный экран, снабжено диафрагмой, расположенной между лазеро и первым зеркалом, а второе зеркало вы полнено сферическим и установлено пер- пенш1кулярно к оптической оси лазера на расстоянии от первого зеркала, определяемом соотношением U Rsin2l-, где Ц - расстояние между зеркалами; R - радиус сферического зеркала; N - число проходов лазерного пучка между зеркалами. На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для измерения углов, в частности для измерения неперпендикулярности торца трубки к внутреннему каналу; на фиг. 2 - измерительнь1й экран. Устройство оптически связанные и последовательно расположенные ла-: зер 1, диафрагму 2, первое плоское зеркало 3, второе зеркало 4, вьшолненное сферическим и установленное перпендикулярно к оптической оси лазера на расстоянии U of первого зеркала 3, и измерительный экран 5. Контролируемая трубка 6связывается с первым плоским зеркалом 3 и имеет внутренний канал 7 и то}эец 8. Диафрагма 2 предназначена для исклю-1 чения попадания в оптическую схему побочных пучков излучения лазера 1, повышения точности выставки сферического зеркала 4 и внутреннего канала 7 контролируемой трубки 6. Диаметр диафрагмы 2 несколько меньше диаметра пучка лазерного излучения, но больше диаметра внутреннего канала 7контролируемой трубки 6. Для обеспе чения указанного выше соотношения при больших диаметрах внутреннего канала 7 контролируемой трубки 6 может быть использован коллиматор (не показан). Контролируемая трубка-б выставлена таким образом, что ее внутренний канал 7 соосен с оптической осью лазера 1. При сборке и настройке измерительного устройства юстировку оптических элементов производят следующим образом. Выставку сферического зеркала 4 перпендикулярно оптической оси лазера 1 осуществляют в два этапа. Сначала добиваются, чтобы отраженный от зеркала 4 пучок возвращался в диафрагму 2., Окончательно зеркало 4 юстируют по интерференционной картине на измерительном экране 5, при этом контролируемая трубка i и плоское зеркало 3 отсутствуют. Расстояние между зеркалами 3 я 4 выбирают из соотношения , где L, - расстояние между зеркалами; R - радиус сферического зеркала;

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ|ЛИЯ УГЛОВ, содёржашее оптически свяfliHHbie и последовательно расположенные эер, два зеркала, первое нз которых выполнено плоским и связывается с контролируемым объекте, и измерительный экран, отличающееся тем, . что, с целью повышения разрешающей спо собности и точности измерения оно снабжено диафрагмой, расположенной между лазером и первым зеркалом, а второе зеркало выполнено сфе1жческим и установлено перпендикулярно к отттической оси лазера на расстоянии от первого зеркала, определяемом соотношением ot R Sin2 А- , где ot. - расстояние между зеркалами; К - радиус сферического зеркала; N - число проходов лазерного пучка между зеркалами.