Устройство для контроля линейных размеров Советский патент 1989 года по МПК G01B11/00 

N)

Изобретение относится к измерительной технике Г может быть использовано в системах контроля размеров, в частности диаметров проврлоки.

Цель изобретения - повышение точности контроля достигается путем обеспечения линейной зависимости между величиной смещения луча и углом пово- pqTa многогранной призмы.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для контроля линейных размеров.

Устройство содержит источник излучения, например лазер 1, систему зеркал 2 и 3, объектив, состоящий из положительной двояковыпуклой линзы Ц и отрицательного мениска 5, многогранную зеркальную призму 6, установленную так, что ее ось вращения перпенди кулярна оптической оси объектива и удалена от фокуса f объектива на рас сТояние, равное радиусу R окружности, вписанной в сечение многогранной призмы 6, и приемный блок, состоящий из фокусирующей оптической системы 7 и приемника 8 излучения, выход которого подключен ко входу системы 9 обработки информационного сигнала.

Устройство работает следующим об- рйзом.

Световой поток от лазера 1 при помощи системы зеркал 2 и 3 направляется через объектив с линзами k и 5 на отражающие грани многогранной призмы 6. В процессе вращения призмы 6 (с постоянной угловой скоростью) линейно от времени изменяется угол 2 об между отраженным пучком и оптической- оЈью объектива. В объективе, выполнен ном из двух линз (двояковыпуклой поло жительной и отрицательного мениска), п0и условии, что их оптические силы

5

о 5

0

5

0

удовлетворяют неравенству -0, -0,5, где ч°0 и- % - оптические силы отрицательной и положительной линз соответственно, имеет место отступление от условия синусов, равное

if 0-si.nG

где f - параксиальное фокусное расстояние объектива; (5 - апертурный угол, равный 2оЈ.

В этом случае координата Y сканирующего пучка в измерительном пространстве будет линейно зависеть от апертурного угла СГи, следовательно, от угла поворота призмы.

При измерении линейных размеров объекта 10 луч лазера сканирует объект 10 с постоянной скоростью, при этом величина объекта 10 и его расположение в измерительном пространстве не влияют на точность измерений.

Формула изобретения

Устройство для контроля линейных размеров по авт. св. № 1Й2732, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, объектив узла сканирования выполнен из двух линз, первая из которых по ходу луча от многогранной призмы отрицательная выполнена в виде мениска и обращена выпуклой стороной к многогранной призме, вторая - положительная и выполнена двояковыпуклой из материала, показатель преломления которого не меньше показателя преломления материала первой линзы, а соотношение оптических сил линз удовлетворяет неравенству -0,15 ,5, где ср( и - оптические силы первой и второй линз соответственно.

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в системах контроля размеров, в частности, диаметров проволоки и является усовершенствованием основного изобретения по авт.св.N 1142732. Цель изобретения - повышение точности контроля. Это достигается за счет линеализации зависимости между величиной смещения луча и углом поворота многогранной призмы. Луч света от лазера 1 проходит через систему зеркал 2,3 и объектив, состоящий из положительной линзы 4, выполненной двояковыпуклой, и отрицательной линзы 5 в виде мениска. Отразившись от грани призмы 6, луч света снова проходит через объектив и попадает в узел регистрации, состоящий из фокусирующего объектива 7, фотоприемника 8 и системы 9 обработки сигнала. Отступление от условия синусов объектива, состоящего из линз 4,5, обеспечивает линейную зависимость между величиной смещения луча и углом поворота призмы 6, что ведет к повышению точности контроля. 1 ил.