Устройство для измерения отклонения от прямолинейности Советский патент 1988 года по МПК G01B21/30 

i. 5 2

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повьшение точности измерения путем увеличения крутизны статической характеристики преобразования измеряемый параметр - отклонение светового луча. Устройство содержит лазер 1, ретроотражатели 2 и 5, причем ретроотражатель 2 выполнен с окном 3 в вершине и установлен вершиной к лазеру 1, ретроотражатель 5 выполнен со светоделительными гранями. Подобное вьшолнение и расположение ретро- отражателей приводит к многократным переотражениям луча лазера 1, что-j в, свою очередь, приводит к повышению точности. 1 ил

4

t

о

Од

11 ДА 12032

Изобретение относится к контроль- отражателю 2. Такое распространение но-измерительной технике и может быть пуча происходит в пределах апертуры использовано для измерения непрямолинейности и взаимного смещения различных частей технологического оборудования.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем увеличения крутизны статической характеристики пре- JQ лен 5 на величину ;3 X происходит сме- образования измеряемый параметр - щение световых пятен. Центральное отклонение светового луча.

На чертеже приведена блок-схема предложенного устройства.

ретроотражателя 2 и 5,

Количество световых пятен на фото приемнике 6 соответствует количеству переотражений.

При поперечном смещении каретки 4 с установленным на ней ретроотражате

световое пятно 10, полученное от пря мо прошедшего луча лазера, будет сов падать с центром фотоприемника 6,

Устройство содержит лазер 1, пер- 5первое переотраженное световое пят- вый ретроотражатель 2, установленныйно, полученное в результате первого по ходу луча лазера 1 на одном осно-переотражения, будет отстоять на фо- вании с лазером 1, причем ретроот-топриемнике на расстоянии 2 ЛХ от ражатель 2 выполнен с прозрачным ок-центрального светового пятна, второе ном 3 в вершине и установлен вершиной 20переотраженное световое пятно будет к лазеру 1, измерительную каретку 4,отстоять от центрального светового второй ретроотражатель 5, установлен-пятна на расстоянии 4 Х и т.д. Цо- ный на измерительной каретке 4 на-следнее световое пятно, полученное встречу первому ретроотражателю 2,после N-ro переотражения, будет от- причем грани ретроотражателя 5 выпол-25стоять на расстоянии 2 NJX от цент- нены светоделящими, панорамный фото-рального светового пятна, где N - приемник 6, установленный за ретро-число переотражений. Фотоприемник 6 отражателем 5 по ходу световых лучей,осуществляет считывание оптического электронную схему, состоящую их бло-изображения путем развертки его по ка 7 определения числа световых лучей,30времени по сигналу от блока 9. При вход которого подключен к выходу фо-этом каждое световое пятно отобража- топриемника 6, блока 8 определения координат периферийного пятна, вход которого также подключен к в 1ходу фото, приемника 6, и блока 9 управления сство импульсов равное количеству

и вычисления, тактовые вьрсоды которо-световых пятен, считается блоком 7. го подключены к управляющему входу фотоприемника 6 и тактовым входам блоков 7 и 8.

Устройство работает следующим

ется в виде импульса, форма которого соответствует распределению интенсивности света в данном случае. Количе40

Периферийным световым пятнем 11 является наиболее отдаленн ое последнее световое пятно от центрального светового пятна в пределах апертуры. Оно определяется сравнением значений координат всех световых пятен в блоке 8 определения координат периферийного светового пятна. На блок 9 посту- Д5 пает информация о количестве световых пятен m N + 1 от блока 7 и координате периферийного светового пятна от блока 8. Блок 9 осуществляет вычисление значений j X по формуле

Периферийным световым пятнем 11 является наиболее отдаленн ое последнее световое пятно от центрального светового пятна в пределах апертуры. Оно определяется сравнением значений координат всех световых пятен в блок 8 определения координат периферийного светового пятна. На блок 9 посту- Д5 пает информация о количестве световы пятен m N + 1 от блока 7 и координате периферийного светового пятн от блока 8. Блок 9 осуществляет вычисление значений j X по формуле

:образом.

Ь Лазерный луч от лазера 1, пройдя окно 3 ретроотражателя 2, попадает на светоделительную Грань ретроотражателя 5, установленного жестко на перемещающейся вдоль лазерного луча каретке 4, и делится на два луча, один луч проходит прямо и попадает на фотоприемник 6, другой попадает на противоположную светоделительную грань, где частично отражается от нее и направляется на отражающие грани ретроотражателя 2, отразившись от ретроотражателя 2, луч опять попадает на светоделительную грань ретроотра- „ ,ловлена флуктуациями энергетического жателя 5, где опять делится на два центра светового пятна, а также по7 луча, один из которых проходит прямо и попадает на фотоприемник 6, а .отраженный луч возвращается снова к ретро50

4Х

Р Р 2 (т - 1) 2 N

При этом ошибка измерения лр обус

грешностью позиционно-чувствительно- го фотоприемника и уменьшается в 2 N раз.

отражателю 2. Такое распространение пуча происходит в пределах апертуры

лен 5 на величину ;3 X происходит сме- щение световых пятен. Центральное

ретроотражателя 2 и 5,

Количество световых пятен на фотоприемнике 6 соответствует количеству переотражений.

При поперечном смещении каретки 4 с установленным на ней ретроотражателен 5 на величину ;3 X происходит сме- щение световых пятен. Центральное

световое пятно 10, полученное от прямо прошедшего луча лазера, будет совпадать с центром фотоприемника 6,

первое переотраженное световое пят- но, полученное в результате первого переотражения, будет отстоять на фо- топриемнике на расстоянии 2 ЛХ от центрального светового пятна, второе переотраженное световое пятно будет отстоять от центрального светового пятна на расстоянии 4 Х и т.д. Цо- следнее световое пятно, полученное после N-ro переотражения, будет от- стоять на расстоянии 2 NJX от цент- рального светового пятна, где N - число переотражений. Фотоприемник 6 осуществляет считывание оптического изображения путем развертки его по времени по сигналу от блока 9. При этом каждое световое пятно отобража-

ется в виде импульса, форма которого соответствует распределению интенсивности света в данном случае. Количесветовых пятен, считается блоком 7.

Периферийным световым пятнем 11 является наиболее отдаленн ое последнее световое пятно от центрального светового пятна в пределах апертуры. Оно определяется сравнением значений координат всех световых пятен в блоке 8 определения координат периферийного светового пятна. На блок 9 посту- пает информация о количестве световых пятен m N + 1 от блока 7 и координате периферийного светового пятна от блока 8. Блок 9 осуществляет вычисление значений j X по формуле

,ловлена флуктуациями энергетического центра светового пятна, а также по7 флуктуациями энергет светового пятна, а та

4Х

Р Р 2 (т - 1) 2 N

лена флуктуациями энергетического тра светового пятна, а также по7

При этом ошибка измерения лр обусловлена флуктуациями энергетического центра светового пятна, а также по7

грешностью позиционно-чувствительно- го фотоприемника и уменьшается в 2 N раз.

314А

Кроме того, блок 9 управляет работой блоков 7 и 8.

Формула изоб ретения

b

Устройство для измерения отклонения от прямолинейности, содержащее лазер, два ретроотражателя, оптически связанных с лазером, первый из которых ус- ю тановлен неподвижно, вершиной к лазеру, измерительную каретку, на которой установлен второй ретроотражатель, встречно первому ретроотражателю, фотоприемник, оптически связанный с рет-15 роотражателями, электронную схему, отличающееся тем, что,- .с целью повышения точности, первый ретроотражатель выполнен с прозрачным окном в вершине и установлен так, 20 что оптическая ось лазера проходит через его вершину, грани второго рет03 , - 4

роотражателя выполнены полупрозрачными, фотоприемник выполнен панорамным, а электронная схема выполнена в виде блока определения координаты периферийного светового пятна, блока определения числа световых пятен и блока управления и вычисления, причем входы блоков определения числа световых пятен и определения координаты периферийного пятна подключены к выходам фотоприемников, выходы-блоков определения числа световых пятен и опреде - ления координаты периферийного пятна подключены к вычислительным входам блока управления и вычисления, а тактовые выходы блока управления и вычисления подключены к тактовым входам блоков определения числа световых пятен и определения координаты периферийного пятна и к управляющему входу фотоприемника.