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

Изобретение относится к измерительой технике и может быть использовано в трасляхмашино-и приборостроения, элекронной промышленности, связанных с контролем шероховатости механически обработанных поверхностей.

Цель изобретения - повышение досто- верносги и точности измерения за счет обеспечения закономерного, поддающегося точному учету, изменению относительной осевой интенсивности каждого из пучков за счет заранее заданного и изменяемого в широких пределах диапазона измерения и шага дискретизации и уменьшения влияния погрешности установки измеряемой поверхности.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для измерения шероховатости поверхности.

Устройство содержит лазер 1, последовательно расположенные по ходу распространения падающего излучения коллиматор 2 с диафрагмой 3, предназначенные для создания близкого к параллельному узкого светового пучка, светоделительную клиновидную пластинку 4 с нанесенными частично светоотражающей 5, светоотражающей 6, светопоглощающими 7 и 8 пленками, последовательно расположенные по ходу рас пространения отраженного излучения вогнутое зеркало 9 и многозлементный при- емник Ю излучения, например прибор с зарядовой связью, расположенный на свободной от покрытия стороне пластинки 4, обращенной к диафрагме 3- Вогнутое зеркало 9 установлено с возможностью отраже- ния астигматической совокупности световых пучков на многоэлементный приемник 10 излучения, соединенный с блоком 11 обработки сигнала;

Устройство работает следующим обра- .зом.

Световой пучок от лазера 1 проходит через коллиматор2 с диафрагмой 3, сужается, коллимируется и направляется на светоделительную клиновидную пластинку 4, Указанный первичный световой пучок многократно отражается от пленок 5 и 6 внутри пластинки 4 и, преломляясь на ее стороне,- обращенной к измеряемой поерхности 12, образует вторичную астигматическую сходящуюся систему световых пучков, величина астигматизма и угловое расстояние

между пучками которой определяется углом падения первичного светового пучка на пластинку 4, углом клина пластинки 4 и наибольшей толщиной пластинки 4, После многократного отражения внутри пластинки 4 первичный световой пучок попадает на

-

светопоглощающие пленки 7 и 8 и поглощается.

Вторичная астигматичная совокупность сходящихся световых пучков после отраже5 ния от измеряемой поверхности 12 преобразуется в астигматическую совокупность расходящихся световых пучков и вогнутым зеркалом 9 направляется на многоэлементный приемник 10 излучения, сигналы с кото10 рого поступают в блок 11 о.бработки сигнала. Блок 11 определяет взаимное положение указанных световых пучков, а также их относительную интенсивность с учетом закономерного уменьшения интенсивности

15 внутри пластинки 4 при многократных отражениях первичного светового пучка. При определенном угле падения светового пучка, определяемом величиной шероховатости поверхности, происходит его зеркальное от20 раженйе и, соответственно, увеличение осевой относительной интенсивности излучения. Относительное положение (но- мер)светового пучка, начиная с которого его относительная осевая интенсивность резко

25 возрастает, является мерой шероховатости поверхности. Относительная осевая интенсивность сходящихся световых пучков определяется по формуле

1/1о-(1-/а)

где 1о - интенсивность первичного светового пучка;

р - коэффициент отражения частично светоотражающей пленки 5;

п - номер светового пучка во вторичной астигматической совокупности сходящихся световых пучков.

30

35

Формула изобретения Устройство для измерения шероховатости поверхности, содержащее последовательно расположенные на одной оси осветитель, коллиматор и диафрагму, предназначенные для установки под острым уг-. лом к измеряемой поверхности, и многоэлементный приемник излучения, предназначенный для установки по ходу отраженного от измеряемой поверхности излучения, и блок обработки сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности и точности измерения, оно снабжено светоделительной клиновидной пластинкой для получения астигматической сходящейся совокупности световых пучков и предназначенной для установки между диафрагмой и измеряемой поверхностью, и вогнутым зеркалом, предназначенным для установки по ходу отраженных от измеряемой поверхности световых пучков с возможностью направления их на много0

5

0

51587331,6

элементный приемник излучения, на сторо-противоположной стороне пластины, обране пластины, обращенной к диафрагме, по-щенной к измеряемой поверхности, нанесеследовательно нанесены светоотражающийны в той же последовательности частично

и светопоглощающий участки и установленсветоотражающий и светопоглощающий

многоэлементный приемник излучения, а на5 участки.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в отраслях машино-, приборостроения, электронной промышленности, связанных с контролем шероховатости механически обработанных поверхностей. Цель изобретения - повышение достоверности и точности измерения за счет обеспечения закономерного, поддающегося точному учету изменения относительной осевой интенсивности каждого из пучков, за счет заранее заданного и изменяемого в широких пределах диапазона измерения и шага дискретизации и уменьшения влияния погрешности установки измеряемой поверхности. Устройство для измерения шероховатости поверхности содержит последовательно расположенные лазер 1, коллиматор 2, диафрагму 3, вогнутое зеркало 9, многоэлементный приемник 10 излучения, блок 11 обработки сигнала. Между измеряемой поверхностью 12 и диафрагмой 3 установлена светоделительная клиновидная пластинка 4 для получения астигматической сходящейся совокупности световых пучков, на стороне которой, обращенной к диафрагме 3, последовательно нанесены светоотражающий 6 и светопоглощающий 7 участки и прикреплен многоэлементный приемник 10 излучения, а на стороне, обращенной к измеряемой поверхности 12, напротив указанных участков в той же последовательности нанесены частично светоотражающий 5 и светопоглощающий 8 участки. Вогнутое зеркало 9 установлено с возможностью направления указанных световых пучков на многоэлементный приемник 10 излучения. 1 ил.