Способ определения диаметра отверстий Советский патент 1988 года по МПК G01B11/12 

00

4ib

Изобретение относится к контрольн измерительной технике, в частности к фотоэлектрическим способам контроля диаметра и формы отверстий

Цель изобретения - повышение точности измерения диаметра путем исключения влияния на точность измерения величины ;щаметра отверстий (обеспечение инвариантности способа к вели - чине диаметра отверстий) ,

На чертеже изображена оптическая схема устройства для осуществления способа,.

Оптическая схема содержит лазер 1, первый светоделитель 2, первый коллиматор 3, узел 4 крепления объекта с контролируемым отверстием, объектив 5, первую диафрагму 6, первьй фотоэлемент 7, призму 8, второй колли- матор 9, второй светоделитель 10 отражатель 11 опорный, отражатель 12 измерительный, каретку 13, вторую 14 и третью 15 диафрагмы, второй 16 и третий 17 фотоэлементы и электронный блок 18.

Способ осуществляют следующим образом о

Световой луч от источника когерентного монохроматического источни- ка - лазера 1 направляют на первый светоделитель 2, который разделяет входящий луч на два вторичных взаимно перпендикулярных луча равной интенсивности. Затем один из вторичных пучков направляют в первьй коллиматор 3, получают расширенный параллельный пучок света, в ходе которого в узле крепления устанавливают объект контроля (деталь с отверстием При этом в результате дифракции лазерного пучка на отверстии последовательно одно за другим по его оси формируются дифракционные изображения измеряемого объекта с минимумами интенсивности в центре. Эти дифракционные изображения увеличиваются объективом 5 и проецируются на плоскость первой круглой диафрагмы 6 которая вырезает центральную зону„ Первьй фотоэлемент 7 регистрирует освещенность центральной зоны каждого дифракционного изображения отверстия на диафрагме 6.

Другой вторичный пучок света, которому посредством призмы 8 задается направление, перпендикулярное первому, расширяется вторым коллиматором 9 и поступает в интерферометр.

.

Q

5 0 5

О 0

5

0

собранный по схеме Майкельсона из следующих оптических элементов: второго светоделителя 10, отражателя 11 опорного, отражателя 12 измерительного, установленного на каретке 13, второй 14 и третьей 15 щелевых диафрагм, сдвинутых одна относительно

другой по пространственной фазе ин

. „II

терференционнои картины на --- ;

второго 16 и третьего 17 фотоэлементов, электрически связанных с электронным блоком 18, Перемещая каретку 13 и установленные на ней объектив 5, диафрагму 6 и фотоэлемент 7, с помощью бесконтактного электромагнитного привода в направлении контролируемого отверстия 4 получают периодическое изменение интенсивности света центральной зоны дифракционного изобра;жения отверстия, проецируемого объективом 3 на плоскость первой диаф- фрагмы 6, которое регистрируется первым фотоэлементом 7, электрически связанным с электронным блоком 18. Одновременно в электронный блок поступают электрические сигнаоы с второго 16 и третьего 17 фотоэлементов интерферо- метрического преобразователя линейных перемещений, по которым в моменты регистрации первым фотоэлементом 7 минимумов интенсивности дифракционных картин в электронном блоке определяют расстояние лх , и 4xi, пройденное кареткой 13, что адекватно линейному расстоянию меящу первым, вторым и третьим дифракционными изображениями отверстия с минимумами интенсивности .в центре. Затем вычисляют диаметр d отверстия по формуле

d 2 .l-2J.5lil5jlJ.2jL д М (Лх,- /1x)2

где Д - длина волны лазерного излучения.

Формула изобретения

Способ определения диаметра отверстий, заключающийся в том, что освещают коллимированным пучком монохроматического излучения контролируемое отверстие, регистрируют интенсивность излучения в дифракционной картине за отверстием и определяют диаметр отверстия, отличающи й- с я тем, что, с целью повышения точности, регистрацию интенсивности осу 14134154

ществляют вдоль оси пучка н фиксируют лучения в дифракционной картине, а координаты трех последовательных цен- диаметр отверстия опр.еделяют с учетом тральных минимумов интенсивности из- зафиксированных координат.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частг нести к фетоэлектрическим способам контроля диаметра отверстий. Целью изобретения является повышение точности измерения диаметра за счет исключения влияния на точные измерения . величины диаметра. Для этого освещают объект с контролируемым отверстием коллимированным пучком монохроматического излучения и за отверстием по оси распространения пучка фиксируют координаты вдоль этой .оси трех последовательных центральных минимумов ин- тенсивнести в дифракционной картине, получаемой при дифракции света на отверстии. На основе зафиксированных значений координат рассчитывают диаметр контролируемого отверстия. 1 ил. (/)

7-1I/

j

71

,мнт;

/4 16

18

П 1

JO

LX

/3

12

15

17