Устройство для контроля шероховатости поверхности Советский патент 1983 года по МПК G01B11/30 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля шероховатости поверхности изделий в электронной промышленности машиностроении и других отраслях.

Известно устройство для контроля шероховатости поверхности, содержащее источник света, световод, свето делительный элемент, фотоприемник,, и регистрирующую систему, включающую усилитель сигнала,фотоприемника , амплитудно-частотный преобразователь, задающий генератор, прокалиброванный по классам шероховатости, блок сравнения и регистраторCljОднако устройство имеет малый диапазон измерения шероховатости и низкую точность контроля,

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля шероховатости поверхности, содержащее источник когере:нтнрго излучения и объектив для фокусировки падающего излучения, последовательно расположенные на пути отраженного от контролируемой поверхности излучения щелевую диафрагму, объектив для фокусировки отраженного излучения и фотоприемник с регистрирующим блоком, систему сканирования С2 }.

Недостатками известного устройства являются ограниченный диапазон и низкая точность контроля.

Целью изобретения является расширение диапазона и повьшение точности контроля,.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве для контроля шероховатости поверхности, содержащ.ем источник когерентного излучения и объектив для фокусировки падающего излучения,, последовательно расположенные на пути отраженного от контролируемой поверхности излучения щелевую диафрагму сзбъектив для фокусировки отраженногоизлучения и фотоприемник с регистрирующим блбйом систему сканирования, система сканирования установлена на пути падающего излучения,/

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для контроля шероховатости поверхности, ,. Устройство содержит источник 1 корерентного излучения, объектив 2 для фокусировки падающего излучения, систему сканирования, включающую генератор 3 синусоидальных колебаний, соединенный с усилителем 4, который воздействует на пьезоэлектрический дефлектор 5 щелевую диафрагму 6,

объектив 7 для фокусировки отраженного излучения, фотоприемник 8 с регистрирующим блоком, включающим усилитель 9, амплитудно-частотный преобразователь 10, блок 11 сравнения,

задающий генератор 12. Выход фотоприемника 8 подключен к входу усилителя 9. Выход усилителя 9 через амплитудно-частотный преобразователь 10 подключен к первому входу блока

5 11 сравнения; на второй вход которого подключен выход задающего генератора 12, прокалиброванного по классам шероховатости. Результирующий выход блока 11 сравнения соединен с регистратором 13.

Предлагаемое устройство работа,ет следующим образом.

С генератора 3 синусоидальных колебаний через усилитель 4 переманное напряжение прикладывается к электродам пьезоэлектрического дефлектора 5. Под действием электрического напряжения пьезоэлектрический дефлектор 5 совершает механиQ ческие колебания в пределах угла d-, Направленный на него от источника 1 когерентного излучения лазерный луч отклоняется а обе стороны от среднего положения в пределах угла ±2оС Так как нет необходимости в больших амплитудах угла отклонения лазерного луча, пьезоэлектрический дефлектор 5 работает в статическом режиме на частоте, отличной от резонансной, что снижаet требования к стабильности частоты генератора 1 синусоидальных колебаний, при этом амплитуда угла отклонения задается величиной напряжения, подаваемого с усилителя k на

пьезоэлектрический дефлектор 5, От-.

раженный от пьезоэлектрического дефлектора 5 падающий сканирующий луч фокусируется объективом 2 на контролируемую поверхность fi отражаясь ОТ которой j проходит через щелевую диафрагму 6 и фокусируется объективом 7 на фьтоприемник 8, Щелевая диафрагма 6 поддерживает неизменной плацадь проходящего через нее пучка света независимо от степени шероховатости-поверхности, при этом фотоприемник 8 реагирует .только на интенсивность отраженного от контро-;

лИруемой поверхности 6 йучка света, который прямо-пропорционален классу шероховатости. Сигнал с фото приемника 8 через усилитель 9 поступает на амплитудно-частотный преобразователь 10, где напряжение сигнала преобразуется в частоту импулБСОв, пропорциональнух} величине фототЬка, С амгшитудно-частотногх преобразователя .10 импульсы поступают на пёЬвый вход блока 11 сравнения, на второй вход которого поступает импульсы от задающего генератора 12. С результирующего ёыхода блока 11 сравнения резонанс Ш1Й сигнал, уровень которого обратМО пропорционален степени совпадения частоть задающего генератора 12 и ча стоты выходного си Гнала а мплитудно-частотного преобразователя 10, поступает на регистратор 13. Величина .шероховатости контролируемой поверхности .определяется по шкале задающего генератора 12, прокалиброванного пр KJiaccaM шероховатости, при М4нимальном1 значении показаний pei-HCTpiaTopa 13. : : Таким образом при/И лкоЙ структуре поверхности 0адаюйм й сканиру-. (рщий сфокусированный луч соизмерим с размерами -гФ кгШеровнбстей и f оТг ражаясь от мельчайших не(ювностёй, Н1всет интегральную характеристиky об отражательной спосс ности измеряемой поверхности; при крупной структуре поверхности лазерный луч.

сканируя по поверхности, гюрекрывает неровности структуры и также несет интегральную характеристику об отражательной способности изме-. ряёмой поверхности. Щелевая / афрагма 6| пропускающая отраженный от контролируемой поверхности 1 световой пучок, позволяет сформировать одонаковую площадь светового пятна на светочувствительном слое фотоприемника 8 независимо от рассеивающих свойств поверхности и. полу 1ть в фотоприемнике 8 фототок, зав 1сящий только от интенсивности отраженного светового потока. Следр

S вательно, применение для контроле шероховатости сканироваиия поверхности с целью получения интегральной характеристики об отражательной способности поверхности совместно

0 с использованием щелевой г а рагмл б для создания постоянной площадн светового пучкс и измерение при этом инте +сивности света, отраженного от поверхности, позволяет расшир)йтъ диSапазон измерения и повысить точность контроля шероховатости

;.- . . .- .. - - . :. В предлагаемом устройстве повышеQ ние чувствительности происходит за счет увеличения интенсивности сфоку сированного падающего и соответственно отраж ного луча, что сопровож дается увеличе1 «ем разрешающей способ ности и, следовательно, увеличением

S доапазона измере й й.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ, содержа щее источник когерентного излучения и объектив для фокуси-ровки падающего излучения, последовательно расположенные на пути отраженного от контролируемой поверхности излучения щелевую даафрагму, объектив фокусировки отраженного излучения и фотоприемник с регистрирующим блоком, систему сканирования, о т л и ч ц е е с я тем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности контроля, система сканирования установлена на пути падающего излучения. (Л СО ISD оэ. wy II 0