Оптическая линейка для контроля отклонения от прямолинейности Советский патент 1990 года по МПК G01B11/30 

Изобретение относится к измери- |тельной технике и может быть исполь- зовано, в частности для контроля отклонения от прямолинейности.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет увеличения чувствительности устройства.

На фиг.1 изображена принципиальная схема оптической линейки на фиг.2 - схема прохождения лучей между уголко- |вым отражателем и призмами при нару- |шении прямолинейности.

Линейка содержит корпус 1, в котором установлена направляющая рамка 2, имеющая возможность перемещения вдоль оси корпуса 1 в продольных пазах 3. С рамкой 2 связан источник 4 коллимированного излучения и марка 5. В рамке 2 размещена каретка 6. В от- верстии 7 каретки 6 установлен уголковый отражатель 8, выполненный из двух зеркал 9 и 10 с двусторонним отражающим покрытием, по краям которых выполнены участки 11 и 12 с полупроз- рачным покрытием. Зеркала 9 и 10 установлены под углом 90° друг к другу а вершина угла направлена вдоль оси корпуса 1. Уголковый отражатель 8 кинематически связан с микрометрическим барабаном 13. Призменныи блок линейки состоит из трех прямоугольных призм 14-16 -с отражающими гранями. При этом призмы 15 и 16 установлены на рамке 2 по одну сторону уголкового отража- теля 8, а призма 14 по другую, причем отражающие поверхности всех призм 14-16 параллельны соответствующим отражающим поверхностям уголкового отражателя 8. Участок 11 с полупрозрач- ным покрытием оптически связан с мар- кой 5 и источником 4 коллимированного излучения, а участок 12 оптически связан через дополнительный отражатель 17 и проекционный объектив (не показан) с экраном 18. Каретка 6 установлена с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном контролируемой поверхности 19. Уголковый отражатель 8 с помощью барабана 13 может перемещаться перпендикулярно контролируемой поверхности 19 относительно каретки 6. . Оптическая линейка работает следующим образом.

При идеально ровной контролируемой поверхности 19 вершины призмы 14, уголкового отражателя 8 и угла, образованного призмами 15 и 16 находятся

на одной оси, а расстояние Н и Н2 между отражающими поверхностями призм 15 и 16 и уголкового отражателя 8 равны. Коллимированный световой пучок от источника 4 освещает марку 5 и поступает на полупрозрачный участок 11 уголкового отражателя 8, где он делится на два пучка, первый из которых претерпевает многократное отражение между отражающими поверхностями призмы 14 и уголкового отражателя 8, а второй между отражающими поверхностями призм 15 и 16 и отражателя 8. При попадании на полупрозрачный участок 12 часть первого светового пучка отразится на дополнительна отражатель 17 и, пройдя через проекционный объектив, изображение марки сформулируется на экране 18, а второй световой пучок при попадании на полупрозрачный участок 12 частично проходит через него и далее также поступает на экран 18. Вследствие симметричности положения уголкового отражателя 8 относительно призм 14-16, при ровной контролируемой поверхности 19, изображения марки 5, сформулированные на экране 18 первым и вторым пучками, совмещены.

При отклонении контролируемой поверхности 19 на некоторую величину л каретка 6 вместе с уголковым отражателем 8 опустится или поднимется относительно рамки 2, что приведет к нарушению симметрии отражений первого и второго световых пучков между отражающими поверхностями уголкового отражателя 8 и отражающими поверхностями призм 14-16. Штриховой линией на фиг.2 показано отражение лучей при отсутствии смещения. В результате многократного отражения на выходе световые пучки разойдутся на величину S, значительно большую, чем А , т.е. , где К - величина, зависящая от количества отражений каждого светового лучка между параллельными отражающими поверхностями. В результате на экране 18 появятся два изображения марки 5, расстояние между которыми определяет величину смещения. С помощью микрометрического барабана 13 уголковый отражатель 8 смещается в положение, при котором изображения марки 5 на экране 18 совместятся, при этом происходит измерение величины смещения. За счет того, что на экране 18 изображения марок Оказываются

разнесенными на величину, в К раз большую, чем А , чувствительность устройства увеличивается, а следовательно, повышается и точность измерений.

Формула изобретения

Оптическая линейка для контроля отклонения от прямолинейности, содержащая источник излучения, марку, призменный блок, корпус и измерительную каретку с отверстием, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности контроля, она снабжена направляющей рамкой, установленной с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, кареткой, расположенной внутри рамки, уголковым отражателем, установленным в отверстии

5

0

каретки и выполненным из двух зеркал с двусторонним отражающим покрытием, расположенных под углом 90° одно к другому с вершиной на оси корпуса, дополнительным отражателем и экраном, по краям зеркал выполнены участки с полупрозрачным покрытием, один из которых оптически связан с маркой, которая размещена на направляющей рамке, и источником излучения, а другой - через дополнительный отражатель с экраном, а призменный блок выполнен в виде трех установленных на рамке прямоугольных призм с отражающими гранями, две из которых размещены по одну сторону уголкового отражателя, а третья - по другую так, что отражающие грани призм параллельны отражающим поверхностям уголкового отражателя.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для контроля прямолинейности поверхности. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет увеличения чувствительности устройства. При отклонении контролируемой поверхности 19 на некоторую величину каретка 6 вместе с уголковым отражателем 8 опускается или поднимается относительно направляющей рамки 2, что вызывает нарушение симметрии отражений между отражающими поверхностями уголкового отражателя 8 и призм 14, 15, 16. При этом на экране 18 появляется два изображения марки 5. С помощью микрометрического барабана 13 уголковый отражатель 8 смещается в положение, при котором изображения марки 5 на экране 18 будут совмещены, при этом по показаниям барабана 13 определяется величина отклонения поверхности. 2 ил.

Фиг. 2