Способ измерения плоских углов объекта Советский патент 1989 года по МПК G01B11/26 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения плоских углов оптических деталей с плоскими отражающими поверхностями.

Целью изобретения является повышение точности и производительности измерений.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - относительное расположение объекта, много-.

гранной призмы и сечение расширенного лазерного пучка (заштриховано).

Устройство содержит поворотный стоЛ 1, на котором расположены многогранная призма 2 и объект 3. В качестве датчика угла использован перестраиваемый лазер с дисперсионным резонатором, в котором призма 2 является перестраиваемым отражателем. Активное вещество 4, элемент 5, обла-. дающий угловой дисперсией, расширитель 6 пучка и выходной отражатель 7

сх го

1ч5

8 лазера осуществляет оптическую связь с многоканальным измерителем 9 длины волны лазерного излучения.

В качестве элемента 5 может быть использована дисперсионная призма или дифракционная решетка (на фиг. 1 пока- зана решетка, работающая на пропускание). Расширителем 6 лазерного пучка может служить линзовый или призменный двухкоординатный телескоп. Увеличение телескопа выбирают таким, чтобы лазерный пучок, попадающий на многогранную призму 2 и объект 3, мог испытьюать одновременное отражение от соседних граней многогранной призмы и грани объекта

Способ измерения.плоских углов объекта реализуется следующим образом.

Устанавливают измеряемый объект 3 вместе с многогранной призмой 2 на поворотном столе. Расширяю т лазерный пучок до размеров, обеспечивающих отражение от двух соседних граней многогранной призмы 2 и грани объекта 3 (см. фиг.2). Приводят поворотный

По измеренньм значгениям длин волн J и Яа известной зависи мости DC) вычисляют каждое j-e зн

стол 1. во вращение и включают лазер.

Измеряют длины волн . излуче- чение угла между q-й гранью многония, обусловленного отражением лазерного пучка от первой грани объекта 3, фиксируя тем самьм угловое положение нормали к этой грани в процессе вращения объекта 3, и одновременно воз- 35 никающие в спектре лазера длины волн

, обусловленные отражением от первой грани многогранной призмы 2 (j - текущий номер измерения).

гранной призмы и второй гранью объ екта

Jil

Л-г

- Lmj)di.

ii-f

Производят статистическое усред ние величин Фо и определяют уточ ненное значение угла

Определяют плоский угол между

.и первой гранью, объекта:

Г u()d.

XCJ)

л,

Производят стат.истическое усреднение величин определяют уточненное значение угла Ф, .

По измеренным значениям пар длин волн Л , генерации, обусловленной отражением лазерного пучка от i-й и (1+1)-й граней многогранной призмы 2, и известной зависимости D(1) вычисляют каждое j-e значение углов Р , между нормалями к соседним граням многогранной призмы; Я..

.. г. (

Производят статистическое усреднени каждого из вычисленных углов

.- . , определяют уточненные значения Т . - и находят их сумму --1

ф, .

1 , 1-и

По измеренньм значгениям длин волн J и Яа известной зависимости DC) вычисляют каждое j-e значение угла между q-й гранью многочение угла между q-й гранью многогранной призмы и второй гранью объекта

Jil

Л-г

- Lmj)di.

ii-f

Производят статистическое усреднние величин Фо и определяют уточненное значение угла

Определяют плоский угол между

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения плоских углов оптических деталей с плоскими отражающими поверхностями. Целью изобретения является повышение точности и экспрессности измерений. В качестве датчика угла применяют перестраиваемый лазер с дисперсионным резонатором, перестраиваемый отражатель которого выполнен в виде многогранной призмы. На призму устанавливают измеряемый объект. Пучок излучения лазера расширяют до размеров, обеспечивающих отражение от двух соседних граней и грани объекта. Вращают многогранную призму с объектом. Измеряют длины волн двухчастотной генерации лазера, одновременно возникающие при отражении излучения от первой грани объекта и первой грани многогранной призмы, затем при отражении от пар соседних Q граней многогранной призмы, нормали к которым расположены внутри измеряемого угла, и при отражении от Q - грани многогранной призмы и второй грани объекта. По измеренным значениям длин волн и известной угловой дисперсии резонатора определяют углы между нормалями к отражающим поверхностям, вызывающим двухчастотную генерацию излучения лазера, а угол между нормалями к первой и второй граням объекта определяют как сумму полученных углов. Аналогично определяют остальные углы объекта. 2 ил.

Измеряют последовательно возникаю- 40 первой и второй гранями объекта 3

-,

1цие в спектре лазера пары длин волн и - Д двухчастотной генерации, вызванной одновременным отражением лазерного пучка от i-й и (1+1)-й граней призмы Сi 1, 2,..q-I, где 45 q - число граней многогранной призмы . 2, нормали к которым расположены внутри измеряемого угла, образованного нормалями к граням объекта). Измекак сумму

. bi. Аналогично определяют остальны

углы объекта 3

: ф,..

Формула изобретени

ряют обусловленные отражением от q-й 50 скрепляют рбъект с одним из отражатеграни призмы длины волн л , соответствующие появлению в спектре лазера тех же, что и раньше, значений длин волн А - вызванных отражением от второй грани объекта 3. .

По измеренным значениям длин волн

f

И известной угловой дисперсии и() резонатора вычисляют .каждое j-e значение угла между

A f и

лей резонатора .перестраиваемого лазера, вращают отражатель, фиксируют нормали к отражающим граням объекта и определяют углы между гранями объ- 55 екта по изменению длины волны излучения перестраиваемого лазера, о т л и- ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьш1ения точности и производительности измерения, в качестве отражателя

-,

как сумму

. bi. Аналогично определяют остальные

углы объекта 3

: ф,..

Формула изобретения

лей резонатора .перестраиваемого лазера, вращают отражатель, фиксируют нормали к отражающим граням объекта и определяют углы между гранями объ- екта по изменению длины волны излучения перестраиваемого лазера, о т л и- ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьш1ения точности и производительности измерения, в качестве отражателя

резонатора используют многогранную приему, лазерный пучок расширяют в плоскости дисперсии и в перпендикулярном ей направлении до тех пор, пока пучок не отразится от двух соседних граней призмы и от грани объекта, измеряют пары длин .волн двухчастот- ной генерации лазера и с учетом угловой дисперсии резонатора определяют угол между нормалью к одной из граней объекта и нормалью к ближайшей по угловому положению грани призмы, последовательно определяют углы между нормалями к соседним парам граней призмы, расположенными внутри измеряемого угла, образованного нормалями к граням объекта, затем определяют угол между последней нормалью к грани призмы, расположенной внутри измеря00822

емого угла, и нормалью к второй грани объекта, после чего угол между первой и второй гранями объекта опре- деляют как сумму измеренных углов и аналогичньм образом определяют углы между другими гранями объекта.

to при повороте многогранной призмы в пределах диапазона углов, в котором . происходит двухчастотная генерация, вызванная отражением излучения от одних и тех же грани призмы или грани

15 объекта и ближайшей ПО угловому положению грани призмы, пары длин волн двухчастотной генерации измеряют .многократно в процессе перестройки резонатора и результаты измерений

20 каждого угла усредняют.

фиг.1

gjus.z