Способ измерения геометрических параметров поверхности в интерференционном профилографе белого света Советский патент 1990 года по МПК G01B21/00 

1

(61) 1298542

(21)4415690/24-28

(22)27.04.88

(46) 30.06.90. Бюл. К 24

(71)Московский институт радиотехники, электроники и автоматики

(72)В.П.Бабенко, В.А.Горбаренко, Н.Н.Евтихиев, Ю.А.Курчатов, Г.Р.Левинсон и В.Г.Тугарин

(53)531.7 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР (Р 1298542, кл. G 01 В 21/00, 1985.

(54)СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТИ в ИНТЕРФЕРЕН- ЦИОННОМ ПРОФИЛОГРАФЕ БЕЛОГО ЦВЕТА

(57)Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - уменьшение времени и гювы- , шение точности измерений за счет формирования более точных оценок измеряемого параметра перед вычислением среднего. Способ заключается в формировании сигнала расстройки, пропорционального положению аэроматической полосы, изменении разности хода интерферирующих лучей в сторону уменьшения сигнала расстройки, сравнении сигнала расстройки с допустимой ошибкой измерения, сложении сигнала расстройки с сигналом, пропориионапь- ным изменению разности хода, и усреднении тех суммарных значений, для которых сигнал расстройки меньше допустимой ошибки. 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - уменьшение времени и повышение точности измерений за счет формирования более точных оценок измеряемого параметра перед вычислением среднего. Способ заключается в формировании сигнала расстройки, пропорционального положению аэроматической полосы, изменении разности хода интерферирующих лучей в сторону уменьшения сигнала расстройки, сравнении сигнала расстройки с допустимой ошибкой измерения, сложении сигнала расстройки с сигналом, пропорциональным изменению разности хода, и усреднении тех суммарных значений, для которых сигнал расстройки меньше допустимой ошибки. 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, может быть ислользовано для измерения профиля поверхности и является дополнительным к изобретению по авт. св. № 1298542.

Цель изобретения - уменьшение времени и повышение точности измерений за счет формирования более точных оценок измеряемого параметра перед вычислением среднего.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего- способ .

Устройство, реализующее способ, состоит из интерферометра 1 белого света, опорного зеркала 2, модулятора 3, опорное зеркало 2 закреплено на модуляторе 3, генератора 4 модулирующего напряжения, диссекторного . фотоприемника 5, генератора 6, отклоняющего напряжения, блока 7 изменения положения ахроматической полосы, формирователя 8 сигнала фиксированной длительности, формирователя 9 сигнала расстройки, генератора 10 компенсирующего напряжения, датчика И перемещения опорного зеркала, формирователя 12 сигнала дог тимоп ошибки, блока 13 сравнения, вычислительного блока 14.

Интерферометр 3 оптически связан с диссекторным фу оприемником 5, отклоняющая система которого связана с выходом генератора 6 отклоняющего напряжения, а выход - с блоком 7 из- .мерения положения ахроматической по- лосы, выход которого подключен к первому входу формирователя 9 сигнала расстройки, к второму входу которого подключен формирователь 8 сигнала фиксированной длительности. Выход

рак

J

СП

fSZSS:

Чаду

ч

формирователя 9 сигнала расстройки связан с входом блока 13 сравнения и входом генератора 10 компенсирующего напряжения, выход которого связан с модулятором 3, к которому подключен также генератор 4 модулирующего напряжения. Вход датчика 11 перемещения опорного зеркала связан с опорным зеркалом 2, а его выход - с первым входом вычислительного блока 1А( второй вход которого связан с выходом блока 13 сравнения, а выход вычислительного блока 14 связан с генератором 6 отклоняющего напряжения. Выход формирователя 12 сигнала допустимой ошибки подключен к второму входу блока 13 сравнения. Выход формирователя 9 сигнала расстройки связан с входом вычислительного блока 14

Способ и работа устройства осуществляются следующим образом.

Генератор 4 модулирующего напряжения приводит в периодическое движение модулятор 3, на котором закреплено опорное зеркало 2 интерферометра 1. Диссекторный фотоприемник 5 осуществляет построчную регистрацию интерференционного поля. На выходе диссек- торного фотоприемника 5 возникает фотоэлектрический сигнал, полученный в результате преобразования интерференционной картины в i-сечении интерференционного поля. Блок 7 измерения положения ахроматической полосы выделен из поступающего на вход сигнала пик, связанный с ахроматической полосой, и формирует сигнал, пропорциональный временному положению центра ахроматической относительно начала развертки. Формирователь 8 формирует сигнал, длительность которого не изменяется и равняется приблизительно 1/4 периода модуляции. Сигналы с выходов блока 7 и формирователя 8 посту шают на вход формирователя 9 сигнала расстройки, который формирует импульс пропорциональный разности длительностей входных сигналов, т.е. пропорциональный положению пика сигнала, связанного с ахроматической полосой, полученной на выходе фотоприемника 5, относительно положения, выбранного с помощью сигнала фиксированной длительности за начальное. За начальное положение центра ахроматической полосы, относительно которого производится автоподстройка, принимается то положение, когда длительности сиг

0

5

Q

5

0

5

0

5

0

5

налов, сформированных блоком 7 и формирователем 8,-равны.

Сигнал расстройки подается на генератор 10 компенсирующего напряжения, который в зависимости от знака и величины расстройки формирует напряжение соответствующего уровня, подаваемое на модулятор 3 с таким знаком, чтобы в результате возникающего при этом смещения опорного зеркала 2 сигнал расстройки уменьшался. Перемещение опорного зеркала непрерывно измеряется датчиком 11 перемещения. Формирователь 12 сигнала допустимой ошибки формирует сигнал, длительность которого задает максимальный сигнал расстройки.

В блоке 13 осуществляется сравнение сигнала допустимой ошибки, сформированного формирователем 12, и сигнала расстройки, сформированного формирователем 9.

Если сигнал расстройки меньше величины заданной формирователем 12, блок 13 сравнения формирует сигнал управления, который подается на вычислительный блок 14, ив память вычислительного блока 14 записываются показания датчика 11 перемещения и величина сигнала расстройки с выхода формирователя 9. Если сигнал расстройки больше сигнала допустимой ошибки, производится автоподстройка, заключающаяся в дополнительном изменении разности хода интеферирующих лучей в сторону уменьшения сигнала расстройки, преобразовании фотоэлектрического сигнала, полученного на выходе фотоприемника 5, в последующих периодах модуляции в той стороне интерференционного поля в блоке 7, где формируется сигнал о положении центра ахроматической полосы, сравнении его с сигналом фиксированной длительности, в формировании сигнала расстройки и сравнении его с сигналом допустимой ошибки. Эти операции повторяются до тех пор, пока сигнал расстройки не станет меньше сигнала допустимой ошибки. Тогда блок 13 формирует сигнал управления и в память вычислительного блока 14 попадают лишь те пары значений показаний датчика 11 перемещения и сигнала расстройки, для которых сигнал расстройки меньше сигнала допустимой ошибки, т.е.; отклонение ахроматической полосы от начального положения не

превышает заданной величины, которая может быть выбрана достаточно малой.

Если за счет, например, вибрации разность хода плеч интерферометра изменится на столько, что сигнал расстройки будет больше сигнала допустимой ошибки, блок сравнения IJ3 блокирует входы вычислительного устройства 14 и соответствующие исключаются из последующей обработки до тех пор, пока сигнал ошибки не станет меньше сигнала допустимой ошибки.

сечении; п - степень усреднения; L - показания датчика 11 при i-том измерении; L j - значение сигнала расстройки, и дает команду на отклоняющую систему фотоприемника. Вышеперечисленный цикл операции повторяется во всех сечениях поочередно.

10

Формула изобретения

Способ измерения геометрических параметров поверхности в интерференционном профилографе белого света по авт. св. V 1298542, о т л и После того,какв данном сечении будет 5 чающийся тем, что, с целью сделано заданное количество отсчетов ,уменьшения времени измерений и повынеобходимое для статистического усред- шения точности за счет формирования нения, вычислительный блок вычисляет более точных оценок измеряемого пара- высоту перепада профиля поверхностиметра, перед вычислением среднего к

. 2 (Ljji+LjjJ20 каждому из п значений добавляют знав этом сечении i -п чение соответствующего сигнала расL - высота перепада профиля в данномстройки.

сечении; п - степень усреднения; L - показания датчика 11 при i-том измерении; L j - значение сигнала расстройки, и дает команду на отклоняющую систему фотоприемника. Вышеперечисленный цикл операции повторяется во всех сечениях поочередно.

10