Устройство для определения размеров малых объектов Советский патент 1989 года по МПК G01B11/08 

Изобретение относится к измерительной технике, к измерению размеров объектов оптическими методами.

Цель изобретения - повышение точности, производительности определения. и расширение класса измеряемых объектов посредством автоматизации процессов измерения.

На фиг.1 приведена структурная схема предпагаемого устройства для , определения размеров малых объектов; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.i.

Устройство для определения размеров малых объектов содержит источник излучения - гелий-неоновый лазер , модулятор 2, телескопическую систему 3, диафрагму 4, зеркальную систему, состоящую из зеркал 5-7, направляющую излучение монохроматического источника на объект 8 измерений, установленный на каретке 9 предметного стола 10. На каретке 9 установлен уголковый отражатель 11 лазерного интерферометра 12. Перемещение каретки осуществляется при помощи электропривода 13, например шагового электро- двигателя, управляемого микроЭБМ 14, ось которого соединена с винтовым механизмом перемещения каретки.

Над предметным столом установлен фотоэлектрический микроскоп 15 с дополнительно введенными зеркалом 7, призмой 16 Дове, приспособлением для установки сменных объективов или диафрагмы 17. Фотоэлектрический микроскоп связан с электронным блоком 18 и дифференциальным усилителем 19, электромагнитным реле и переключателем 20, а выходы электронного блока 18 и дифференциального усилителя связаны с вторым входом микроэвм 14.

Подсветка объекта при его установке на измеряемую позицию осуществляется при помощи осветителя со световодом 21, зеркал 22 и 23, Зеркало 22 вводится в случае установки объекта на измеряемую позицию и при фотомет- рировании края или центра изображения объекта 8. Для регистрации распределения интенсивности дифракционной картины используется координатный фотоприемник 24, сигнал с которого поступает на вход дифференциального усилителя 25, а выход соединен с первым входом микроэвм 14. Фотоприемник 24 установлен на поворотно-рычажной системе 26, связанной с кареткой 27 координатного стола 28, на которой жестко закреплен уголковый отражатель 29 лазерного интерферометра 12, выход которого соединен с электронным блоком 30, а выход электронного блока соединен с третьим входом роЭВМ 14.

Для перемещения каретки 27 используется электропривод 31, связанный с выходом микроэвм.- С целью уменьшения габаритов и удобного расположения узлов устройства в первый и во вто

0

0

5

0

5

0

5

0

5

рой считьгеающие каналы лазерного интерферометра введены зеркала 32и 33.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемый объект 8 устанавливают на измеряемую позицию с помощью элек тропривода 13, управляемого микроЭВМ 14, и развернутое в определенном положении изображение объекта с помощью призмы 16 Дове контролируется фотоэлектрическим микроскопом 15 по выходному сигналу электронного блока 18, при этом зеркало 7 устанавливают в положение Выведено, а объектив и осветитель в положение Введен.

Для реализации дифракционного метода измерения вводят зеркало 7. Объектив заменяют на диафрагму и выводят осветитель 21, при этом пучок света от He-Ne лазера 1, пройдя модулятор 2, телескопическую систему 3, диафрагму 4, зеркальную систему, состоящую из зеркал 5-7, диафрагму, объект 8 измерения дифрагирует на нем и при помощи зеркала 23 направляется на фотоприемник 24.

Распределение интенсивности дифракционной картины регистрируется в плоскости сканирования координатного фотоприемника 24, и электрические сигналы с выхода фотоприемника поступают на вход -дифференциального усилителя 25, выход которого связан с первым входом микроЭВМ. Расстояние между экстремумами дифракционной картины измеряется при помощи лазерного интерферометра 12, уголковый отражатель которого жестко закреплен на каретке 27 координатного стола 28. Перемещение каретки совместно с поворотно-рычажной системой 26 и установленного на ней координатного фотоприемника 24 осуществляется от электропривода 31, управляемого микроЭВМ.

Выходной сигнал, поступающий с электронного блока 30 лазерного интерферометра 12 поступает на третий вход микроэвм. Сигналы, поступающие одновременно на первый и третий входы микроэвм, обрабатываются по заданной программе, и результаты измерения заносятся на цифропечать.

Для измерения периодических структур или отдельных элементов фотометрическим методом используется осветитель, зеркало 22, которое вводится перемещением сверху вниз и направляется световой поток, отразившийся от

зеркала 23, на объект 8, при этом при помощи приспособления вводится объектив и выводится зеркало 7.

Объект 8 измерения устанавливается на измеряемую позицию перемещением каретки 9, управляемой электроприводом 13, связанным с микроЭВМ 14. Положение изображения объекта развернутое в определенном направлении призмой 16 Дове контролируется по выходному сигналу электронного блока

18или дифференциального усилителя

19по заданному уровню освещенности.

Фор м у ла изобретения Устройство для определения размеров малых объектов, содержащее источник излучения« и расположенные послеэлектропривод второй каретки, дифференциальный усилитель, вход которого соединен с микроскопом, и отсчетное приспособление, о т личающееся тем, что, с целью повьшения точности, производительности определения и расширения класса измеряемых объектов, оно снаб Q жене расположенными последовательно между микроскопом и третьим зеркалом., призмой Дове, приспособлением для смены объективов и диафрагм, четвертым зеркалом, переключателем, включенным между

15 микроскопом и дифференциальным усилителем, электронным усилителем, вход которого соединен с переключателем, микроэвм, входы которой соединены с выходами фотоприемника, электронного

довательно вдоль пучка излучения мо- 20 дифференциального усилителей, а выдулятор, телескопическую систему, диафрагму, два зеркала., фотоэлектрический микроскоп, третье зеркало, фотоприемник, координатный стол, каретку, установленную с возможностью перемещения на столе, электропривод каретки, предметный стол, вторую каретку, установленную с возможностью перемещения на предметном столе.

ходы - с электроприводами кареток координатного и предметного столов, а описанное приспособление выполнено в виде лазерного интерферометра и 25 двух уголковых отражателей, один из которых закреплен на каретке координатного, а другой - на каретке пр ед- метного столов, а выход интерферометра соединен с входом микроЭВМ.

электропривод второй каретки, дифференциальный усилитель, вход которого соединен с микроскопом, и отсчетное приспособление, о т личающееся тем, что, с целью повьшения точности, производительности определения и расширения класса измеряемых объектов, оно снаб Q жене расположенными последовательно между микроскопом и третьим зеркалом., призмой Дове, приспособлением для смены объективов и диафрагм, четвертым зеркалом, переключателем, включенным между

15 микроскопом и дифференциальным усилителем, электронным усилителем, вход которого соединен с переключателем, микроэвм, входы которой соединены с выходами фотоприемника, электронного

дифференциального усилителей, а выходы - с электроприводами кареток координатного и предметного столов, а описанное приспособление выполнено в виде лазерного интерферометра и двух уголковых отражателей, один из которых закреплен на каретке координатного, а другой - на каретке пр ед- метного столов, а выход интерферометра соединен с входом микроЭВМ.

Изобретение относится к измерительной технике, к определению размеров объектов оптическими методами. Цель изобретения - повышение точности, производительности определения и расширение класса измеряемых объектов посредством автоматизации процессов измерения, снятия отсчета и обработки результатов измерения. Устройство для определения размеров малых объектов содержит расположенные последовательно между микроскопом и третьим зеркалом призму Дове, четвертое зеркало, приспособление для смены объективов и диафрагм, переключатель, включенный между микроскопом и дифференциальным усилителем,элек- тронный усилитель, вход которого соединен с переключателем, микроЭВМ, входы которой соединены с выходами фотоприемника, электронного и диффе- .релциального усилителей, а выходы - с электроприводами кареток координатного и предметного столов, Отсчетное приспособление выполнено в виде лазерного интерферометра и двух уголковых отражателей, один из которых закреплен на каретке координатного стола, а другой - на каретке предметного стола, а выход интерферометра соединен с входом микроэвм. При работе измеряемый объект устанавливают на измеряемую позицию с помощью электро- .привода, управляемого микроЭВМ. Развернутое в определенном положении изображение объекта с помощью призмы Дове контролируется фотоэлектрическим микроскопом по выходному сигналу электронного блока или дифференциального усилителя по заданному уровню освещенности. 2 ил. о $ (Л tarA GU СО СО 4аь 4

iti

-Ж

35i

20

15

.

- --- -

I / г- -Г I

фие. 1

mi

Г

T

«s

cr t

CSJ CM

00

«SI

ем

A

J e

У

С:У fM

.

/