Устройство для измерения линейных размеров объектов Советский патент 1989 года по МПК G01B11/02 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, при контроле проката.

Цель изобретения - повышение точ- ности и производительности измерений

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для измерения линейных размеров объектов; на фиг. 2 - схема измерения расстояния между измерительными фотоголовками.

Устройство содержит источник 1 излучения с системой 2 зеркал, узел сканирования, включающий отражатель 3 с приводом 4, установленный с воз- можностью вращения и три измерительные фотоголовки. Две фотоголовки . предназначены для определения положения краев контролируемого объекта 5 (размеров а и с). Каждая из этих фотоголовок содержит последовательно установленные в плоскости сканирования коллиматоры 6 и 7, поворотные призмы 8 и 9 и фотоприемники 10 и 11

с конденсорами 12 и 13. Коллиматоры 6 и 7 с поворотными призмами 8 и 9 установлены так, что оптические оси данных фотоголовок взаимно параллельны на участках, предназначенных для размещения контролируемого объекта 5. Элементы одной из фотоголовок - призма 9 и фотоприемник 11 с конденсором 13, закреплены на основании 14, установленном с возможностью перемещения в направлении производимых измерений, Третья фотоголовка предназначена для измерения расстояния Ь между двумя первыми. Она содержит последовательно установленные в плоскости сканирования коллиматор 15, диафрагму, выполненную в виде двух шторок 16 и 17, одна из которых 16 установлена неподвижно, а другая 17 скреплена с основанием 14, и фотоприемник 18 с конденсором 19. Выходы фотоприемников 10, 11 и 18 через электронные измерительные блоки 20 - 22 подключены к сумматору 23 с инди

катером 24. Генератор 25 иммульсов своими выходами подключен к приводу 4 узла сканирования и к электронным измерительным блокам 20 - 22.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 1 через систему 2 зеркал попадает на отражатель 3, который приводится во вращение приводом 4, запитываемым импульсами от генератора 25. Отраженное излучение последовательно проходит через коллиматоры 6, 7 и 15, которые формируют из него параллельные пучки лучей, перемещающиеся параллельно оптическим осям коллиматоров с постоянной скоростью. Вышедшие из коллиматоров 6 и 7 пучки излучения после прохождения через поворотные призмы 8 и 9 сканируют края контролируемого объекта 5. Сигналы, снимаемые с фотоприемников 10 и 11, преобразуются в измерительных блоках 20 и 21 в импульсы, ширина которых пропорциональ на соответственно размерам а и с.

Параллельный пучок излучения, вышедший из коллиматора 15, сканирует диафрагму, образованную шторками 16 и 17,и попадает на фотоприемник 18. При перемещении основания 14 меняется расстояние между шторками 16 и 17 и измеряемое третьей фотоголовкой расстояние Л(фиг. 2), зависящее от размера Ь. Сигнал с фотопрйемника 18 поступает в электронный измерительный блок 22, в котором формируется импульс, ширина которого пропорциональна измеряемой третьей фотоголовкой величине проекции расстояния Д между диафрагмами 16, 17.

Для измерения ширины импульсов, формируемых электронными измерительными блоками 20 - 22, на их входы поступают импульсы от генератора 25.

Размер контролируемого объекта определяется как сумма размеров а, Ь и с.

При измерении размера Ь для сохранения размерности на вход электронного измерительного блока 22 с соответствующего выхода генератора 25 поступают импульсы, отличающиеся по частоте от импульсов, поступающих на входы блоков 20 и 21, в b/Asin el раз, где Д- размер проекции расстоя ния между диафрагмами 16 и 17 на перпендикуляр к оптической оси треть

10

15

25

798224

ей фотоголовки; d- угол наклона оптической оси третьей фотоголовки к направлению производимых измерений. ,. Значения ширины импульсов, пропорциональные размерам а, Ь и с, суммируются сумматором 23, измеренное значение контролируемого размера выводится на индикатор 24.

Применение для измерения линейных размеров трех коллимированных пучков излучения, образованных при помощи общего узла сканирования, обеспечивает высокую точность измерений, а также повышение быстродействия при изменении расстояния между фотоголовками.

Формула изобретени

20

25

25

35

0

5

0

Устройство для измерения линейных размеров объектов, содержащее источник излучения с системой зеркал, узел сканирования, включающий отражатель с приводом, установленный с возможностью вращения, и две фотоголовки, каждая из которых содержит последовательно установленные коллиматор и фотоприемник, к выхо- 30 дам фотоприемников последовательно подключены сумматор и индикатор, фотоголовки размещены в плоскости сканирования так, что в каждой фотоголовке коллиматор и фотоприемник установлены с возможностью расположения по разные стороны от контролируемого объекта, а оптические оси фотоголовок на участках между коллиматорами и фотоприемниками взаимно параллельны, одна из фотоголовок установлена с возможностью перемещения в направлении производимых измерений, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, оно снабжено третьей фотоголовкой, размещенной в плоскости сканирования, содержащей последовательно установленные коллиматор, диафрагму, выполненную в виде двух шторок, одна из которых установлена неподвижно, а другая скреплена с фотоголовкой, установленной с возможностью перемещения, конденсор и фотоприемник, подключенный к сумматору, и установленный так, что ее оптическая ось ориентирована наклонно по отношению к направлению производимых измерений.

Фиг.2.

Напрабление измерения

сег/.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле проката. Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений. Излучение от источника 1 через систему 2 зеркал попадает на узел сканирования, содержащий отражатель 3 с приводом 4. В плоскости сканирования расположены три измерительные фотоголовки, коллиматоры 6,7,15 которых поочередно формируют параллельные пучки лучей, перемещающиеся параллельно оптическим осям коллиматоров с постоянной скоростью. Пучки, прошедшие поворотные призмы 8,9, ориентированы взаимно параллельно и сканируют края контролируемого объекта. Сигналы, снимаемые с фотоприемников 10, 11, преобразуются в измерительных блоках 20, 21 в импульсы, ширина которых пропорциональна соответственно размерам "а" и "с". Элементы одной из фотоголовок - призма 9, конденсатор 13 и приемник 11 - расположены на основании 14, подвижном в направлении производимых измерений. Искомый размер объекта определяется как сумма размеров "а", "с" и "в". Размер "в" определяется третьей фотоголовкой, содержащей коллиматор 15, диафрагму, образованную шторками 16, 17 и фотоприемником 18 с конденсором 19. Шторка 16 установлена неподвижно, шторка 17 скреплена с основанием 14 фотоголовки, установленной с возможностью перемещения. При перемещении основания 14 меняются расстояние между шторками 16, 17 и соответственно, измеряемое третьей фотоголовкой расстояние Δ, зависимое от размера "в". Сигнал с фотоприемника 18 поступает в электронный измерительный блок 22. Для измерения ширины импульсов, формируемых блоками 20, 21, 22, на их входы поступают заполняющие импульсы от генератора 25. Заполняющие импульсы, поступающие на вход блока 22, отличаются по частоте от импульсов, поступающих на входы 20, 21, в B/Δ^.SINΑ раз, где Δ - размер проекции расстояния между диафрагмами на перпендикуляр к оптической оси третьей фотоголовки

α - угол наклона оптической оси третьей фотоголовки к направлению производимых измерений. Значения ширины импульсов, пропорциональные размерам "а", "в", и "с", суммируются сумматором 23, измеренное значение контролируемого размера выводится на индикатор 24. 2 ил.