Сферометр Советский патент 1989 года по МПК G01B9/02 

сл

оси коллиматора и измерительного блока, который включает D себя два пози- ционно-чувствительных фотоприемника 10 и 11, которые установлены на подвижной каретке 8, расположенной между непрозрачным экраном и контролируемой сферической поверхностью 7, При движении каретки 8 в направлении, перпендикулярном оптической оси, она пересе- .кает падающие и отраженные оси контролируемой поверхности потока излучения. Блок 13 обработки информации по информации с датчика 12 перемещений каретки 8 вычисляет расстояния между отраженными пучками в двух различных сечениях, расположенных на заданном расстоянии друг от друга, и по измеренным значениям вычисляет угол отражения пучков. По углу отражения и расстоянию от оптической оси до подающего пучка вычисляется радиус сферы, 1 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению. Цель изобретения - повышение точности измерения и автоматизация процесса измерения. Сферометр состоит из источника 1 излучения, коллиматора 2, содержащего конденсор 3, щелевую диафрагму 4 и объектив 5, двухщелевой непрозрачный экран 6, цели которого симметрично расположены относительно оптической оси коллиматора и измерительного блока, который включает в себя два позиционно-чувствительных фотоприемника 10 и 11, которые установлены на подвижной каретке 8, расположенной между непрозрачным экраном и контролируемой сферической поверхностью 7. При движении каретки 8 в направлении, перпендикулярном оптической оси, она пересекает падающие и отраженные оси контролируемой поверхности потока излучения. Блок 13 обработки информации по информации с датчика 12 перемещений каретки 8 вычисляет расстояние между отраженными пучками в двух различных сечения, расположенных на заданном расстоянии друг от друга и по измеренным значениям вычисляет угол отражения пучков. По углу отражения и расстоянию от оптической оси до подающего пучка вычисляется радиус сферы. 1 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и предназначено для определения радиусов кривизны сферических полированных поверхностей неконтактным методом,

Целью изобретения является повышение точности и автоматизация процесса измерения.

На чертеже приведена схема сферометра.

Сферометр содержит источник 1 излуг чения, коллиматор 2, включающий конденсор 3, щелевую диафрагму 4 и объектив 5, непрозрачный экран 6 с двумя щелями расположенными симметрично оптической оси коллиматора, контролируемую деталь 7, каретку 8 перемеща10- щуюся перпендикулярно оптической осп коллиматора посредством электродвигателя 9, двух позиционно-чувствительных Лотоприемников 10 и 11, датчика 12 перемещений каретки, блока 13 обработки информации, блока 14 индикации и цифропечати.

Сферометр работает следующим об- разом.

Объектив 5 коллиматора 2 формирует широкий пучок параллельных лучей, из которого щели непрозрачного экрана 6 вьфезают два узких пучка параллельных лучей, направляемых на контролируемую деталь 7. После отражения от контролируемой детали пучки лучей отклоняются на угол 2о . При известном угле uf радиус кривизны контролируемой детали вычисляется по формуле

R

(1)

sindt

Для измерения угла oL используются два позиционно-чувствительных фо- топриемника 10 и 11, которые установлены на каретке 8, Фотоприемники установлены на некотором расстоянии d

5

05

40

5

один от другого по оптической оси коллиматора и, таким образом, в процессе перемещений каретки 8 пересекают световые пучки в двух разных сечениях. Каретка 8 при помощи электродвигателя 9 непрерывно перемещается перпендикулярно оптической оси системы в заданных пределах. Датчик 12 величины перемещений каретки 8 выдает информацию о положении каретки в блок 13 обработки информации. В момент, когда след узкого пучка лучей устанавливается симметрично линии раздела к;.хого-либо позиционно- чувствительного фотоприемника, в блок 13 обработки информации поступает информация о положении каретки 8, Б блоке 13 обработки информации запоминаются два положения каретки 8 для каждого позиционно-чувствитель- ного фотоприемника 10 и 11, соответствующие двум крайним положениям точек пересечения световых потоков и фотоприемнйков 10 и 11.

Разность отсчетов датчика 12 величины перемещения в этих крайних положениях определяет размер отрезков а и Ь между отраженными пучками на заданных уровнях. Определяя угол ()( по формуле

о( - arctg ( , (2)

блок 13 обработки информации вычисляет значение радиуса кривизны контролируемой детали по формуле (1). Одновременно блок 13 запоминает еще две пары отсчетов в положении каретки 8, Эти отсчеты соответствуют положени ю позиционно-чувствительных фотоприемников 10 и 11, когда они пересекают пучки лучей, падающие на контролируемую деталь 7. По этим отсчетам контролируется параллельность между собой пучков лучей, выходящих из коллиматора.

Формула изобретения

Сферометр, содержащий источник излучения f коллиматор, измерительный блок, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и автоматизации процесса измерения, за коллиматором установлен экран с двумя щелями, расположенными симметрично оптической оси коллиматора, а измерительный блок выполнен в виде каретки, установленной по ходу потока излучения за экраном по ходу луча с возможностью перемещения перпендикулярно оптической оси коллиматора, двух по- зиционно-чувствительных фотоприемни- Ков, установленных на каретке и расположенных на заданном расстоянии друг от друга по оптической оси, датчика величины перемещения каретки,

механически связанного с ней блока обработки информации и блока информации, блок обработки информации электрически соединен входами с выходами позиционно-чувствительных фотоприемНИКОВ, третьим входом подключен к выходу датчика величины перемещения каретки а выходом соединен с входом блока индикации.