Способ измерения шероховатости поверхности и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01B11/30 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле шероховатости оптической поверхности детали.

Целью изобретения является повышение производительности измерения за счет одновременного контроля по всей площади поверхности детали.

На фиг,1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг,2 - зависимость изменения результирующего поля излучения от угла поворота столика.

Устройство содержит источник 1 монохроматического света, коллиматор 2, плоскопараллельную пластинку 3, заслонку 4, столик 5, установленный с возможностью вращения, объектив 6, опертурную диафрагму 7, полевую диафрагму 8, фотоприемник 9 и блок регистрации (не показан).

На чертеже также показана контролируемая поверхность 10, установленная на столике 5 параллельно плоскопараллельной пластинке 3. Ось вращения столика совпадает с плоскостью контролируемой поверхности. Столик имеет отсчетное приспособление угла его поворота.

Объектив 6, диафрагмы 7, 8 и фотоприемник 9 конструктивно связаны между собой и имеют возможность поворота вокруг оси столика. Угол их поворота также может контролироваться с помощью второго отсчетного приспособления (не показано). Толщина плоскопараллельной пластинки существенно меньшей расстояния между ней и контролируемой поверхностью.

Устройство работает следующим образом,

Излучение от монохроматического источника 1 света-, пройдя коллиматор 2, попадает на плоскопараплельную пластинку, которая делит пучок на два. Опорный пучок света формируется как результат интерференции двух пучков, отраженных от передней и задней граней гшоскопараллельной пластинки, и его интенсивность определяется разностью хода между этими отраженными пучками и зависит от угла паден1.и исходного пучка на плоскопараллельную пластинку. Объектный пучок соответствует излучению, прошедшему через плоскопараллельную пластинку 3 и промодулироваиному контролируемой поверхностью объекта. Поскольку плоскопараллельная пластинка строго параллель а исследуемой

0

5

0

5

0

5

0

5

поверхности, то на ,це rtJiacTiinw опорный и объективный пучки интерферируют, а интенси7:1 юсть результирующего поля зависит от разности хода между этими пучками. Вращают cTo.raiK 5, с плоскопараллельной пластинкой и контролируемой поверхностью, что приводит к изменению интенсивностей опорного и результирующего пучков, поскольку в данном случае изменяется оптическая разность хода интерфери- руюпщх пучков. Причем скорость изменения разности хода между пучками, образующими опорный пучок, а следовательно, частота изменения интенсивности опорного пучка-значительно меньше частоты флуктуации интенсивности результирующего поля, что обусловлено различным расстоянием между гранями плоскопараллельной пластинки 3 и расстоянием между плоскопараллельной пластинкой и исследуемой поверхностью 10. Объектив 6 проецирует произвольное сечение поля результирующего излучения в плоскость полой диафрагмы В. Объектив 6 вместе с диафрагмой 7 обеспечивают прием всех пространственно-частотных компонент поля, соответствующих поверхностной структуре объекта в плоскости сравнения (плоскость 6 диафрагмы 8). С помощью фотоэлектрического приемника 9 и блока регистрации изменяют интенсивность результирующего пучка. Вращая столик 5, добиваются абсолютного мин1-1мума результирующего поля. Этому соответствует угол поворота Vpf, (фиг. 2), при котором объектный и опорный пучки в противофазе, а их средние амплитуды равны A.. Перекрывают объектный пучок с помощью введения заслонки 4 и измеряют интенсивность опорного ггучка Ijjj . Выводят заслонки 4 и продолжают вращение столика, добиваясь отсутствия флуктуации интенсивности результирующего поля (фиг.2). Это произойдет при угле поворота f.,.vb

и соответствует ситуации, когда интенсивность опорного пучка равна нулю. В ЭТО положении столика изме- ряют 1штенсивность результирующего пучка,, которая равна интенсивности объектного , пучка (она не изменяется при повороте столика).

(

По измеренным значениям 1, и вычисляют значение дисперсии амплитуды поля рассеянного света (6 ) из зависимости

фае.

20,2 фае. 2

об

20.

Г

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет измерять шероховатость поверхности деталей. Целью изобретения является повышение- производительности измерения путем интегральной оценки шероховатости по всей площади контролируемой поверхности. Формируют пучок монохроматического света с плоским волновым фронтом, направляют его на плоско- параллельную пластину, которая часть света отражает, другую часть пропускает. Прошедшую часть пучка отражают от контролируемой поверхности, расположенной параллельно плоскопарап- лельной пластине и установленной совместно с ней на столике. Складывают оба части пучков, обеспечивая их интерференцию, проектируют результирующий пучок на фотоприемник, перед входом которого установлена диафрагма. Поворачивают столик с контролируемой поверхностью к штоскопарал- лельной пластинке, добиваются мини- мума интенсивности результирующего поля, в данном положении столика перекрывают часть пучка, прошедшую плоскопараллельную пластинку, и измеряют интенсивность отраженного пучка, после чего снимают перекрытие этой части пучка и продолжают поворот столика до получения отсутствия флуктующей интенсивности результирующего поля. Измеряют интенсивность результирующего пучка, соот- ветствующего данному --положению -столика. По двум измеренным значениям интенсивности вычисляют значение дисперсии амплитуды рассеянного света, по величине которого судят о шеро- ,ховатости поверхности. 2 ил. (С (Л с со х 9д

Редактор М. Келемеш

Составитель Н,Солоухин

Техред М.Дидык Корректор Л. Патай

Заказ 3472/37

Тираж 680

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное