Устройство для контроля измерительной головки Советский патент 1991 года по МПК G01B21/00 

(21)4654198/28

(22)22.02.89

(46) 15.01.91. Бюл. Л 2

(71)Институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов народного хозяйства

(72)А. И. Аугустайтис, Р. Ю. Банся- вичус и В. П. Гинетис

(53)531.7(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1394036, кл. G 01 В 21/00, 1986.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ГОЛОВКИ

(57)Изобретение относится к контрольно-измерительной технике Целью изобретения является повышение точности измерений и упрощение устройства за счет исключения второго интерферомет- рического канала и блока обработки и связанных с их работой погрешностей. Устройство для контроля измерительной головки содержит основание 1 с неподвижным упором 2, крышку 3, предназначенную для размещения на ней контролируемой измерительной головки 4 с наконечником 5 и частично отражающей пластины 10. При отсутствии контакта между наконечником 5 и упором 2 расстояние между наконечником 5 и пластиной 10 постоянно, сигнал с сигнального выхода головки 4 держит открытым счетчик 12, но импульсы с выхода фотоприемника 11 не поступают. При контакте наконечника 5 с упором 2, но до срабатывания головки 4, расстояние между наконечником 5 и пластиной 10 меняется, счетчик 12 по-прежнему открыт, а на его счетный вход поступают а импульсы с выхода фотоприемника 11. После срабатывания головки 4 счетчик 12 закроется, а блок 13 индикации покажет величину, соответствующую погрешности измерительной головки 4. 2 ил.

ss

(Л

7 JL 1 JiS

тёэ-Й

о to

о оо со j

12 Я

Фиг. 1

Изобретение относится к контрольно- лггч рительной технике и может быть использовано для измерения погрешно- сти сигнальных головок.

Целью изобретения является повышение точности измерений и упрощение устройства за счет исключения второго интерферометрического канала и блока обработки и связанных с их работой погрешностей.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 сигналы, поступающие на входы счетчика импульсов

Устройство содержит основание 1 с неподвижным упором 2, каретку 3, предназначенную для размещения на ней контролируемой измерительной головки 4 с наконечником 5, интерферометричес кую систему, выполненную в виде расположенных на одной оптической-оси, параллельной линии перемещения каретки 3, источника когерентного излучения (лазера 6), коллиматора 7, полупрозрачного зеркала 8, объектива 9 о частично отражающей пластинки 10, жестко закрепленной на каретке 3, и наконечника 5 контролируемой измерительной головки 4, фотоприемник 11, оптически связанньй с полупрозрачным зеркалом 8, счетчик 12, счетный вход которого соединен с выходом фотоприемника 11, управляющий вход предназначен для подключения к сигнальному выходу измерительной головки 4, блок 13 индикации, вход которого соединен с выходом счетчика 12.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии наконечник 5 не касается упора 2 и с выхода сигнальной головки 4 на управляющий вход счетчика 12 поступает сигнал, разрешающий счет импульсов. При перемещении каретки 3 в сторону упора 2 зазор между наконечником 5 и пластинкой 10 остается постоянным и равным h. Лучи света, излучаемые лазером, расширяются, проходя коллиматор 7, и направляются через полупрозрачное зеркало 8, объектив 9 и пластинку 10 на наконечник 5. Поток лучей частично отражается от пластинки 10 и наконечника 5. Отраженные лучи, проходя объектив 9, формируются по волновым фронтам и полупрозрачным зеркалам 8 ка- правляются на фотоприемник 11. При помощи объектива 9 и коллиматора 7 сформированные волновые фронты интер

ферирующего света обеспечивают ширину интерференционной полосы, превышающую размеры чувствительной поверхности фотоприемника 11. С выхода фотоприемника снимается сигнал постоянного уровня

10

U U0 (1 - cos 41

h)

5

0

5

0

где ft - длина волны света;

h - исходная величина зазора; U0 - константа, определяемая кон- струкцией интерферометра.

Исходный зазор может иметь любую величину, но она сохраняется постоянной при перемещении каретки 3 по оси X, параллельной с оптической осью интерферометра. Исходный уровень сигнала U тоже имеет случайную величину, но как показано на фиг. 2,она сохраняется постоянной, пбка зазор не меняется.

Пусть соприкосновение упора 2 с наконечником 5 происходит в точке с координатой Хс (фиг. 2). При перемещении каретки 3 после соприкосновения величина зазора меняется по закону h + X - Хс, ас выхода фотоприемника 11 снимаемый сигнал меняется по периодическому закону

U cos

47 А

(h + х +

0

5

0

5

Счетчик 12 осуществляет счет периодов сигнала U, поступающего от фото- приемника 11. Счет периодов сигнала U продолжается до тех пор, пока не срабатывает сигнальная головка 4. Сигнал, сформированный головкой 4 после соприкосновения наконечника 5 с упором 2, запрещает счет периодов сигнала U, поступающего от фотоприемника

12,пропорционально перемещению каретки от точки соприкосновения наконечника 5 с упором 2 (X Хс) до точки срабатывания головки 4 (X Хг) (фиг. 2). Это перемещение величиной

X (. - Хс является погрешностью сигнальной головки 4.

Формула изобретен « я

Устройство для контроля измерительной головки, содержащее основание с

неподвижным упором, каретку, предназначенную для размещения на ней измерительной головки, интерферометричес- кую систему, фотоприемник, счетчик импульсов и блок индикации, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, управляющий вход которого предназначен для подключения к сиг-, нальному выходу измерительной головки о/тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и

упрощения устройства, инторферомстри- ческая система выполнена в виде, рас- . положенных на одной оптической оси, параллельной линии перемещения каретки, источника когерентного излучения, коллиматора, полупрозрачного зеркала, оптически связанного с фотоприемником% объектива, частично отражающей пластины, жестко закрепленной на каретке, выход фотоприемника соединен со счетным входом счетчика.

Счет импульсоб Фаг. 2