Способ измерения неплоскостности Советский патент 1983 года по МПК G01B11/24 G01B11/26 

Изобретение относится к измери тельной технике и может быть применено, в частности, для измерения неплоскостности граней многогранных призм. Известны способы контроля неплос костности, заключающиеся в том, что на контролируемую поверхность накла дывают плоскую прозрачную эталонную пластину и по количеству и форме ин терференционных полос, наблюдаемых визуально через эталонную пластину, судят о неплоскостности контролируе мой поверхности l . Однако такие способы малопроизводительны, дают невысокую точность и мерений и, являясь, по сути, контакт ными, могут привести к повреждению контролируемой поверхности. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является способ измерения неплоскостности, заключающийся в том, что освещают контролиру мый объект коллимированным излучение пропускают отраженное излучение через диафрагму и определяют величину неплоскостности 2 . Недостаток известного способа заключается в невысокой точности измерений. Цель изобретения - повышение точкости измерений. Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения неплоскостности, заключающемуся в том, что освещают контролируемый объект коллимированным излучением, пропускают отраженное излучение через диафрагму и определяют величину неплос костности, преобразуют прошедшее через диафрагму излучение в злектрический сигнал, задают Уровень порого вого напряжения, вращают контролируе мый объект поочередно в противополож ные стороны, регистрируют моменты времени, при которых амплитуда элект рического сигнала равна пороговому напряжению, измеряют углы поворота объекта в интервале между зарегистри рованными моментёьми времени при поочередном вращении в противоположных направлениях и по разности измеренны углов судят о величине неплоскостнос ти. На фиг.1 .приведена схема реализации способа; на фиг.2 - эпюры сигналов , иллюстрирующие способ. На преда1етном столе 1 расположен контролируемый объект 2, который в свою очередь связан с лазерным гироскопом 3. Рядом с контролируемым объектом 2 на неподвижном основании (не показано) расположен фотоэлектри ческий автоколлиматор 4, Электрические выходы автоколлиматора 4 и лазер ного гироскопа 3 связаны с входами устройства 5 обработки информации. Способ осуществляют следующим образом. С помощью автоколлиматора 4 подают на контролируемый объект 2 {в данном случае трехгранную призму) коллимированноё излучение. При отражении от одной из поверхностей контролируемого объекта 2 в фокальной плоскости автоколлиматора 4 получают изображение его излучающей щели. При вращении контролируемого объекта 2 на выходе автоколлиматора 4 получают электрические сигналы, параметры которых зависят от параметров поверхностей 6-8 контролируемого Объекта 2. На фиг. 2а (импульс б ) показана форма сигнала на выходе автоколлиматора 4, полученного от плоской поверхности 6 призмы 2 (цифры над импульсами означают номер грани призмы 2, от которой получен импульс). В этом случае сигнал имеет колоколообразную или близкую к ней форму, параметры которого зависят только от параметров автоколлиматора (ширины излучающей и анализирующей щелей, параметров объектива и т.д.). На фиг,2а (кривая 7 ) приведен сигнал автоколлиматора от грани 7 контролируемой призмы 2, имеющей неплоскостность в виде сферически выпуклой или вогнутой поверхности. По сравнению с сигналом от плоской поверхности длительность сигнала от грани увеличилась. В случае, если грань контролируемой призмы имеет местную несферическую неплоскостность (фиг. 1, грань 8),форма сигнала на выходе фотоэлектрического автоколлиматора будет отличаться от колоколообразной (фиг.,2а, кривая 8)/ т.е. происходит искажение формы сигнала, пропорциональное величине и форме местной неплоскостности. Таким образом, вращая контролируе: мый объект 2 и анализируя длительность и форму сигнала от его различных граней на выходе автоколлиматора 4, можно определить парс1Метры неплоскостности граней контролируемого объекта 2. Длительность сигнала может определяться известными временными методами при пересечении его передним и задним фронтами определенного порогового уровня. Форма сигнала может быть определена путем измерения длительности при различных пороговых уровнях. Существенное повышение точности может быть достигнуто при измерении длительности и формы импульсов путем измерения соответствующего угла поворота контролируемого объекта 2. В этом случае процесс измерения заключается в том, что при достижении передним фронтом сигнала автоколлиматора 4 порогового уровня начинают отсчет угла, а при достижении этого

же уровня задним фронтом сигнала заканчивают отсчетугла. Полученная таким образом угловая мера является мерой длительности импульса. Форма импульса определяется -аналогично измерением при различных пороговых уровнях. Измерение углов производится путем интегрирования за время отсчета угла, сигнала лазерного-гироскопа 3, вращающегося вм,естес контролируемым объектом 2.

Неплоскостность контролируемых поверхностей определяется следующим образом.

Допустим, производится измерение угла между гранями 6 и,7. Истинное

угла Cf j. определяется между значение импульсов б и 7 (фиг.2а). центрами Измерение угла производится при достижении передними фронтами импуль сов б и 7 порогового уровня Ur. При этом измеренное значение угла

при вращении призмы против стрелки часов будет равно

и м ч+ ист-А(2.

При вращении контролируемой призмы по стрелке часов порядок чередования импульсов меняется на обратный (фиг. 26). Измеренный угол между импульсами 7 и 6 в этом случае будет равен

i «3 v &c a lHci- t Параметры неплоскостности определяют ся из. вычислений

,-2лчJ.

Таким образом, разность показаний при измерениях углрв по и против часовой стрелки свидетельствует о неплоскостности граней контролируемой призмы 2.

Способ является абсолютным, позволяет автсматизировать процесс измерения и .повысить его точность.

Фиг. 2

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕПЛОСКОСТНОСТИ, заключающийся в том, что освещают контролируемый объект колдимированным излучением, пропускают отраженное излучение через диафрагму и определяют величину неплоскостности, отличающийся тем« что, с целью повшаеткя точности измерений, преобразуют npojoemose через диафрагму иэлучевие в электрический сигнал, задает уровень иорогс ого напряжения, вршкают контролируемый объект поочередно в 1рот1шоположные стороны, регистрн $эдт мсмвенты времени п{Я{ KOTOt рых ш пяитуда электрического сигнала раэна nopproBotiiQr напряжению, измеряют углы повсфота объекта в интервале межцу зарегистрмрованншш моментами вр@)яен1 при поочередном вращении в противоположньос направлениях и по разности измеренных углов судят о величине неплоскостности. (Л С IsD С