Устройство для измерения непрямолинейности Советский патент 1989 года по МПК G01B11/30 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для проведения . высокоточных измерений прямолиней- ности направляющих в машиностроении и приборостроении, а также для проведения створных измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет смещения дифракционной картины с помощью наклона плоскопараллельной пластинки.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит последова- тельно расположенный лазер 1, телескопическую оптическую систему 2, марку 3 с закрепленной на ней первой полуплоскостью 4 дифракционной щели, плоскопараллельную стеклянную плас- тинку 5 с возможностью наклона в . направлении, перпендикулярном,краю полуплоскости, вторую полуплоскость 6, объектив 7 и диафрагму 8, расположенную в фокальной плоскости объек тива 7, фотоприемник 9 и блок 10 обработки сигналов, соединенный с фотоприемником.

Устройство работает следующим образом.

Сформированный пучок от лазера 1 пропускают вдоль контролируемого .объекта 11, воздействуя на него щелью шириной Ъ, , образованной полуплоскостями 4 и 6, смещенными одна , относительно другой вдоль направления распространения пучка. В фокальной плоскости объектива 7 получают искаже нную дифракционную картину. Затем плавно перемещают вторую полу- плоскость 6 параллельно самой себе, добиваясь совмещения одного из минимумов дифракционной картины с фиксированной точкой плоскости анализа - диафрагмы 8. При этом расстояние меж ду полуплоскостями 4 и 6 составит величину h.

Условие минимумов для дифракции на щели с разнесенными полуплоскостями 4 и 6, между которыми располо- жена плоскопараллельная стеклянная пластина толщиной d с показателем преломления п определяется в виде

-1

. 2

2b( sin if -h sintf+dsin ip 2m A,

где m + 1+2 ...;

cp - угловая координата минимумов дифракции.

При поперечном смещениии первой полуплоскости щели 4, закрепленной на измерительной марке 3, на величину &Ь при ее перемещении вдоль контролируемого объекта происходит изменение ширины дифракционной щели расстояния между полуплоскостями 4 и 6, что приводит к перераспределению интенсивности дифракционной картины. Для того, чтобы измерить величину ЛЬ, плоскопараллельную пластину 5 поворачивают на угол оЈ , добиваясь повторного совмещения одноименного минимума новой дифракционной картины с фиксированной точкой плоскости анализа (диафрагмой 8).

Условие минимумов в данном случае записывается как

2b

11

г sintf -h sin cp+d - sin2(oi+

+(f) -sinCf ,

где ...; ,± b 2 (et-ttf) 6 10° ;

ci - угол наклона пластины.

Учитывая, что фиксированный угол дифракции постоянен (const), величину отклонения от прямолинейности определяют из зависимости

Ab d---- (n-1). sin2(et+q)-2sin(jT.

Выбор параметров плоскопараллельной пластины 5 определяется необходимыми для каждого конкретного случая диапазоном и погрешностью измерений, причем толщина d пластины вычисляется из выражения

j 4п Д b

(п-ТТГз1п2(+Гр)-2з1пСр

где ДЬМо1КС - диапазон измеряемых отклонений от прямолинейности;oiMC(kc - максимально допустимый

наклон пластины, обеспечивающий линейность измерений.

Соответствующим выбором показателя п преломления стекла можно оптимизировать параметры компенсатора (плоскопараллельной пластины).

Формула изобретения Устройство для измерения непрямолинейности объектов, содержащее последовательно установленный лазер, телескопическую оптическую систему, марку, предназначаемую для размещения на контролируемом объекте, с закрепленной на ней непрозрачной полуплоскостью, вторую непрозрачную полуплоскость, установленную с возможностью перемещения вдоль оптической оси устройства и образующую совместно с первой полуплоскостью диф

ракционную цепь, объектив, диафраг- му, установленную в фокальной плоскости объектива, фотоприемннк и блок обработки, электрически соединенный с фотоприемником, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено оптической плоскопараллельной пластинкой, расположенной между непрозрачными полуплоскостями и установленной с возможностью поворота ее вокруг оси, параллельной краям полуплоскостей.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения прямолинейности направляющих в машиностроении за счет смещения дифракционной картины с помощью наклона плоскопараллельной пластинки. Коллимированный лазерный пучок направляют вдоль контролируемого створа 11 на дифракционную щель, образованную двумя пространственно разнесенными непрозрачными полуплоскостями 4 и 6, одна из которых 4 скреплена с маркой 3, предназначенной для перемещения вдоль контролируемого объекта. Излучение, прошедшее дифракционную щель, фокусируют объективом 7 на диафрагме 8, которая выделяет из распределения освещенности зону соответствующую одному из минимумов освещенности. При отклонении объекта от прямолинейности изменяется ширина дифракционной щели, приводящая к смещению дифракционного минимума. Совмещение смещенного минимума освещенности с диафрагмой 8 осуществляют наклоном плоскопараллельной пластинки 5, по значению угла наклона которой вычисляют величину отклонения от прямолинейности. 1 ил.