Устройство для размерного контроля отверстия Советский патент 1990 года по МПК G01B11/12 

Фиг.1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, при измерении диаметра и формы поперечного сечения малых отверстий как в непрозрачных, так и к прозрачных материалах-, а также для контроля дефектности зоны отверстия в прозрачных материалах

Цель измерения повышение точности контроля ia счет выравнивания днфрак- иионною распределения и селекции информационных cm налов

На фш 1 изобрз на принципиальная схема устройства лля размерного кон толя отверстия; на фиг 2 форма выполнения пространственного фильтра.

Устройство содержит последовательно расположенные на осп лазер 1, четверть- волновук- п.кнтнчу 2, узел 3 кеегчения образца, поляризационный анализатор 4, пространственный фильтр 5 и светоэлектри- шчкий претора )в;пель 6. блок 7 обработки электрического сигната

Четвертьволновая пластина 2 установлена на оптической оси так, что ее оптическая ось направлена под углом 45° к плоскости поляризации лазерного излучения. Поляризационный анализатор 4 и пространственный фильтр о в виде диска с прозрачными секторами механически связаны и установлены с возможностью вращения с частотой /, вокруг оптической оси. Число прозрачных секторов определяется из условия необходимости разделения частот сигнала фракционного );,, nnfi;it тения и фона Угол раскрытия ка/ьчою ч ; секторов выбран из соот ношения

вН R-- (г)п

гдеН(г) го. 1 раскрытия прозрачного сектора,

т - щая радиальная координата,

1(г) функция, определяющая требуе- мую нсимптотилу интенсивности ошичег кого сигнала;

//число прозрачных секторов фильтра,

R- максима 1ьный радиус фильтра

Устрон .лно рчботаег ледуюшнм обраШМ

.Пинейно поляриюванное излучение ла- iepa I попашет на четвертьволновую пластину 2, оптическая ось которой направ лена под чтлом 45 к оптической оси уо - ройства Прощетпее через пластину излу чишс- П ) я р:| v IB-I |,() п. кругу. Эн iii. чче ние ик| р.и л м,, оГфгнке (не р Ка зан). установленном в узле 3 крапления При этом, ei.in образец изготовлен из про- -рамного материала и имеет какие-либо неоднородности в юне дифракции (трещины, ско 1ы, напряжения и i п ), то прошенпее

ии мч ие можно ра мелить на два типа

5

5

5

5

0

0

5

0

5 гдеН(г)

0

продифрагировавшую волну, имеющую круговую поляризацию, и волну, прошедшую через образец, поляризация которой искажена. Это излучение попадает на вращающийся с частотой fri анализатор 4. После этого излучение попадает на вращающийся вместе с анализатором 4 пространственный фильтр 5. который изготовлен в виде диска с прозрачными секторами, число которых на фиг. 2 равно четырем. Асимптотика выровненного сигнала выбрана постоянной {(г) 1000. После регистрации сигналов светоэлектрическим преобразователем 6 осу шествляют их часто: ное разделение в блоке 7 обработки.

Эта операция осуществляется двумя селективными усилителями на частотах 4 /,, и 2f ширина полосы которых равна, для обеспечения запаса помехоустойчивости, 0,5/,,. Последующее интегрирование сигнала на частоте 4/„ позволяет получить практически полностью выровненный сигнал дифракционного распределения. Выровненный сигнал имеет ограниченный динамический диапазон, что значительно упрощает его об- раб чку и повышает точность измерения за счет увеличения числа контролируемых порядков. Сигнал на частоте 2f0, выделенный вторым селективным усилителем, позволяет судн ь о наличии дефектов зоны отверстия, изготовленного в прозрачном материале (по наличию сигнала).

Формула изобретения

Устройство для размерного контроля от- ьерстия, содержащее последовательно расположенные на оптической оси лазер, узел креьлеьия образца и светоэлектрический преобразователь и блок обработки электрического сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено четвертьволновой пластиной, расположенной на оптической оси перед узлом крепления образца так, что ее оптические оси ориентированы под углом 45° к плоскости поляризации излучения лазера, поляриза- циончым анализатором, установленным за } пом крепления образца с возможностью вращения вокруг оптической оси, пространственным фильтром, жестко связанным с поляризационным анализатором и выполненным в виде диска с не менее чем тремя прозрачными секторами, угол раскрытия каждого из которых выбран из соотношения

0) .2л/(..) г (} (г)7Г

угол раскрытия прозрачного

сектора,

текущая радиальная координата

фильтра;

f(r) - функция, определяющая требуемую асимптотику интенсивности оптического сигнала;

.кс - максимальный радиус фильтра; п - число прозрачных секторов фильтра.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для размерного контроля отверстия. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет выравнивания дифракционного распределения и селекции информационных сигналов. Устройство содержит последовательно расположенные на оси лазер 1, четвертьволновую пластину 2, узел 3 крепления образца, поляризационный анализатор 4, пространственный фильтр 5 и светоэлектрический преобразователь 6, блок 7 обработки электрического сигнала. Оптическая ось пластины 2 ориентирована под углом 45° к плоскости поляризации лазерного излучения. Поляризационный анализатор 4 жестко связан с пространственным фильтром 5, выполненным в виде диска с прозрачными секторами, угол раскрыва каждого из которых определяется соотношением Θ(R)=2φF(R_макс)R²/R_макcF(R)N, где Θ(R)-угол раскрыва прозрачного сектора

R - текущая радиальная координата

F(R) - функция, определяющая требуемую асимптотику интенсивности оптического сигнала

N - число прозрачных секторов фильтра

R_макс - максимальный радиус фильтра. 2 ил.

Фиг. 2