Способ измерения геометрических размеров объекта и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01B11/02 

со

00 00

1138

Изобретение относится к измерительной технике н может быть использовано при измерении линейных размеров протяженных объектов сложной формы, в частности. для бесконтактного оптического контроля параметров наружных резьбовых поверхностей, таких как средний, наружный и внутренний диаметры, угол профиля, шаг.

Цель изобретения - повьпиение точности и надежности измерений - достигается в способе за счет исполвэова- ния всего потока излучения, а в уст- ройст.ве - повьшением отношения сигнал/шум.

На фиг.1 и 2 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устрс йство содержит источник 1 из-20 ось объектива 8 лежат в плоскости

в пространственно-частотный спектр, который локализуется в задней фокальной плоскости Хр, YP (частотной плоскости

0

5

у, Vy ). Выделяя весь диапазон пространственных частот вдоль измеряемой зоны с помодью полосового пространственно-частотного фильтра 9, выполненного в виде набора узких щелей, осуществляют фильтрацию пространственно-частотного спектра.

Отражатели 10, выполненные, например, в виде зеркал или призм полного внутреннего отражения и расположенные между пространственно-частотным фильтром 9 и регистрируйзщим блоком 11 так, что оптические оси , двух освещающих -пучков и оптическая

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено.для оптического контроля параметров наружных резьбовых поверхностей. Цель изобретения - повышение точности и надежности измерений достигается в способе использованием всего потока излучения, а в устройстве - повышением отношения сигнал/шум. Светоделитель, расположённый на входе форми- . рователя двух пучков, вьшолненного в виде отражателя и ослабителя, делит световой пучок эллиптического сечения на. два пучка, освещающих объект с двух сторон. Дифрагировавшее излучение попадает на противоположные участки объектива, преобразующего это излучение в пространственный частот- НЙ1Й спектр, из которого выделяется с помощью фильтра, вьтолненного в виде набора щелей, весь диапазон простран- ственньрс частот вдоль измеряемой зоны и определяют размер объекта по величине временного интервала на заданных уровнях электрического сигнала. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. (Л

лучения и расположенные по ходу излучения коллиматор 2,афокальную цилиндрическую насадку 3, состоящую из положительной и отрицательной цилиндри- 1 ческих линз, формирователь 4 двух 25 пучков, состоящий из светоделителя 5, отражателя 6 и ослабителя 7, объектив 8, пространственно-частотный фильтр 9, отражатели 10 и регистрирующий блок 11.30

Способ осуществляют следующим образом.

Излучение от источника 1 с помощью коллиматора 2 и афокальной цилиндрической насадки 3 формируется в виде светового пучка эллиптического сечения. Светоделитель 5, расположенный на входе формирователя 4 двух пучков и выполненный, например, в виде полупрозрачного зеркала или куб-приз- мы, делит сформированный световой пучок на два пучка - отраженный 13 и прошедший 14. Отраженный пучок 13 попадает на отражатель 6, выполненный, например, в виде зеркала или прямо- угольной призмы, и после повторного отражения распространяется параллельно прошедшему пучку 14. Два разделенных пучка проходят через ослабитель 7, уравниваю1ций интенсивности

35

падения, оптически сводят края изо бражения измеряемой зоны. В резуль тате информативные края изображени измеряемой зоны располагаются в пр делах чувствительной площадки прие него устройства регистрирующего бл ка 11 (например, фотокатода видико телевизионной камеры или ПЗС-матри при выбранном линейном увеличении объектива 8.

Регистрирующий блок 11 регистри ет распределение интенсивности в получаемом полосовом изображении в виде электрического сигнала. Измер емьй размер определяется по величи временного интервала на заданных уровнях электрического сигнала.

Формула изобретени

сигналами определяют измеряемый ра мер, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности и дежности измерений, световой пучок 55 формируют эллиптического сечения, делят световой пучок на два пучка, освещают объект с двух сторон, фил трацию осуществляют вьщелением все

в виде оптического клина или поляризационного вьфавнивателя, направляются на объект 12 и освещают его с двух сторон, проходя через крайние участки АС и BD измеряемой зоны.

Дифрагировавшее излучение попадает на противоположные участки объектива 8, преобразующего это излучение

падения, оптически сводят края изображения измеряемой зоны. В результате информативные края изображения измеряемой зоны располагаются в пределах чувствительной площадки прием - него устройства регистрирующего блока 11 (например, фотокатода видикона телевизионной камеры или ПЗС-матри1ц,1) при выбранном линейном увеличении объектива 8.

Регистрирующий блок 11 регистрирует распределение интенсивности в получаемом полосовом изображении в виде электрического сигнала. Измеря- емьй размер определяется по величине временного интервала на заданных уровнях электрического сигнала.

Формула изобретения

сигналами определяют измеряемый размер, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности и надежности измерений, световой пучок формируют эллиптического сечения, делят световой пучок на два пучка, освещают объект с двух сторон, фильтрацию осуществляют вьщелением всего диапазона пространственных частот вдоль измеряемой зоны, а перед регистрацией распределителя интенсивности излучения сводят края изображени измеряемой зоны.

2, Устройство для измерения геометрических размеров объекта, содержащее источник излучения и расположенные по ходу излучения коллиматор, объектив, пространственно-частотный фильтр и регистрирующий блок, отличающееся тем, что оно снабжено расположенными на коллиматором последовательно по ходу излучения афокальной,цилиндрической на- садкой, выполненной в виде положи

тельной.и отрицательной цилиндрических линз, формирователем Двух пучков, состоящим из светоделителя и отражателя, расположенных последовательно на .оптической: оси одного из пучков, и ослабителя, расположен- нсго так, что через него проходят оптические оси обоих пучков, отражателями, расположенными между пространственно-частотным фильтром и регистрирующим блоком так, что оптические оси обоих пучков и оптическая ось объектива лежат в плоскости падения,а пространственно-час- тотньй фильтр выполнен в виде набора .щелей.

дзиа

/3

фие.2

1