Устройство для измерения шероховатости Советский патент 1990 года по МПК G01B11/30 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля шероховатости объектов.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет повышения крутизны пеленгационной характеристики устройства. i На чертеже представлена функцио- нальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит пазер 1 и последовательно установпенные по ходу пучка лазера 1 объектив 2, блок сканирования, выполненный в виде про зрачной призмы 3, установленной с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси устройства так, что ее грани оптически связаны с объективом 2, и блока отражателей в виде светоделителя 4 и двугранного отражателя 5, установленного так, что его главная плоскость компланарна оптической оси

устройства и перпендикулярна оси поворота прозрачной призмы 3, светоделитель 4 установлен в плоскости, проходящей через биссектрису двугранного отражателя 5 и перпендикулярной его главной плоскости., рабочие грани двугранного отражателя 5 оптически связаны через светоделитель 4 и прозрачную призму 3 с объективом 2, объектив 6, установленный на выходе двугранно- го отражателя так, что его предметная плоскость совмещена с задним фокусом объектива 2, точечную диафрагму 7, установленную в плоскости изображения объектива 6 фотоприемника 8, формирователь 9 опорного сигнала, скрепленный с прозрачной призмой 3, вычислитель 10, входы которого подключены к фотоприемнику 8 и выходу формирователя 9 опорного сигнала, индикатор 11, вход которого подключен ,к выходу вычислителя 10.

Устройство устанавливают на двух каретках с взаимно перпендикулярными

0

Q

5

0 § 5

0

направлениями перемещения относительно контролируемого объекта 12 так, что одно из перемещений параллельно поверхности контролируемого объекта 12, а второе - перпендикулярно поверхности контролируемого объекта 12. Перед началом измерения устройство перемещают перпендикулярно поверхности контролируемого объекта в положение, при котором при среднем положении прозрачной призмы 3 задний фокус объектива 2 совмещен с поверхногтыо контролируемого объекта 12.

Устройство работает следующим образом.

Пучок лучей лазера 1 после объектива 2 проходит через стеклянную призму 3, частично проходит через светоделитель 4 и отражается от одной грани двугранного отражателя 5 и частично от светоделителя 4, а затем от второй грани двугранного отражателя 5 и собирается в точку вблизи поверхности контролируемого объекта 12, рассеивается поверхностью контролируемого объекта 12 и собирается объективом 6 на точечной диафрагме 7. При вращении прозрачной призмы 3 точка Q, в которой собираются пучки лучей (Лазера 1 после двугранного отражателя 5, перемещается вдоль оси, перпендикулярной поверхности контролируемого объекта 12, и, когда эта точка совпадает с поверхностью контролируемого объекта 12, пучки лучей, прошедшие через точечную диафрагму 7, имеют максимальную интенсивность, а сигнал с фотоприемника 8 наибольший. Сигнал с выхода формирователя 9 опорного сигнала пропорционален угловому положению прозрачной призмы 3, а следовательно, и расстоянию от точки Q до предметной плоскости объектива 6. Сигналы с выхода фотоприемника 8 и выхода формирователя 9 опорного сигнала поступают на вход вычислителя 10, в котором произволнтся выбор сигнала с выхода формирователя 9 опорного сигнала, соответствующего наибольшему сигналу с выхода фотоприемника 8 и пропорционального расстоянию от поверхности контролируемого объекта 12 до предметной плоскости объектива 6. При перемещении устройства вдоль поверхности контролируемого объекта 12 в вычислителе определяются расстояния от поверхности контро- лируемого объекта 12 до предметной плоскости объектива 6 и вычисляются параметры, характеризующие шероховатость поверхности контролируемого объекта 12, которые затем индициру- ются на индикаторе 1.1. Погрешность определения координат поверхности объекта 12 определяется углом, под которым на нее падают пучки лучей. Использование в предлагаемом устрой- стве блока отражателей позволяет увеличить угол падения пучка лучей на контролируемую поверхность, что приводит к повышению крутизны пелен- гационной характеристики.

Формула изобретения

Устройство для измерения шероховатости, содержащее лазер и после- довательно установленные по ходу пучка лучей лазера объектив и блок сканирования, второй объектив, точечную

диафрагму, установленную в плоскости изображения второго объектива, фотоприемник, формирователь опорного сигнала, скрепленный с блоком сканирования, вычислитель, входы которого подключены к фотопрнемнику и выходу формирователя опорного сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, блок сканирования выполнен в виде прозрачной призмы, установленной с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси устройства так, что ее грани оптически связаны с первым объективом, и блока отражателей в виде светоделителя и двугранного отражателя, установленного TaKv что его главная плоскость компланарна оптической оси устройства и перпендикулярна оси поворота прозрачной призмы, светоделитель установлен в плоскости, прохбдящей через биссектрису двугранного отражателя и перпендикулярной его главной плоскости, рабочие грани двугранного отражателя оптически связаны через светоделитель и прозрачную призму с первым объективом, а второй объектив установлен на выходе двугранного отражателя так, что его предметная плоскость совмещена с задним фокусом первого объектива.

Изобретение относится к области измерительной технике и может быть использовано для контроля шероховатости объектов. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет повышения крутизны пеленгационной характеристики устройства. Пучок лучей лазера 1 после объектива 2 проходит через стеклянную призму 3, частично проходит через светоделитель 4, отражается от одной грани двугранного отражателя 5, частично отражается от светоделителя 4, а затем от второй грани двугранного отражателя 5 и собирается в точку вблизи поверхности контролируемого объекта 12, рассеивается ею и собирается объективом 6 на точечной диафрагме 7. При вращении прозрачной призмы 3 точка перемещается вдоль линии, когда точка совпадает с поверхностью, пучки лучей, прошедшие через точечную диафрагму 7, имеют максимальную интенсивность, а сигнал с фотоприемника 8 наибольший. Этот сигнал поступает на один вход вычислителя 10, а на другой его вход поступает сигнал с выхода формирователя 9 опорного сигнала. Вычислитель выбирает сигнал, пропорциональный расстоянию, при котором сигнал с выхода фотоприемника 8 наибольший, это расстояние равно расстоянию от поверхности контролируемого объекта 12 до предметной плоскости объектива 6. При перемещении устройства вдоль поверхности контролируемого объекта 12 в вычислителе определяются расстояния, после чего вычислитель 10 рассчитывает параметры, характеризующие шероховатость поверхности контролируемого объекта 12. 1 ил.