Устройство для измерения отклонений от прямолинейности объекта Советский патент 1991 года по МПК G01B11/24 G02B27/28 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для измерений отклонений от прямолинейности, плоскостности, соосности, а также для центрирования объектов.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет обеспечения линейности соотношения величины смещения энергетического центра падающего на фотоприемник пучка лучей от величины смещения уголкового отражателя, т. е. от измеряемой величины.

На чертеже изображено устройство для измерения отклонения от прямолинейности объекта, общий вид.

Устройство содержит источник 1 света, например газовый лазер, установленный в корпусе 2 с помощью котировочных винтов 3, коллиматор 4 и установленный на кронштейне 5 блок оптических элементов, включа- ющий двухлучевую поляризационную призму 6 Фостера, линейный поляризатор и четвертьволновую пластину 8. Призма 6 установлена таким образом, чтобы оптическая ось элементов призмы была перпендикулярна направлению прохождения пучка света от источника 1 света и параллельна плоскости поляризации этого пучка света. Это условие достигается при сборке путем поворота источника 1 света в корпусе 2 до положения максимальной интенсивности прошедшего через призму 6 пучка света, после чего устанавливается линейный поляризатор 7 также по условию максимальной интенсивности прошедшего пучка света. На выходном торце призмы 6 неподвижно закреплена четвертьволновая пластина 8. В этом же блоке установлен и позицион- ночувствительный фотоприемник 9, выходной сигнал которого, пропорциональный смещению падающего на фотоприемник 9 пучка света, подается на вход блока 10 индикации.

Проходящий от источника 1 света через оптический блок пучок света направляется на уголковый отражатель 11, установленный в центрирующем корпусе 12 на контролируемом объекте 13.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 света излучает пучок света, который, проходя через коллектор 4, преобразуется из расходящегося в параллельный. В качестве коллиматора 4 могут быть применены афокальные оптические системы Кеплера или Галилея. Полученный параллельный пучок света падает на линейный поляризатор 7, где дополнительно стабилизируется положение плоскости поляризации пучка света, проходит через

двухлучевую поляризационную призму 6 Фостера и направляется на уголковый отражатель 11, установленный на контролируемом объекте 13.

При совпадении вершины уголкового

отражателя 11с центром падающего пучка света отраженный пучок лучей совпадает с пучком света, выходящим из оптического блока. При смещении вершины уголкового

0 отражателя 11 от центра падающего пучка лучей на величину а отраженный пучок света сместится от своего первоначального положения на величину 2а. Проходя далее через четвертьволновую пластину 8 и поляризаци5 онную призму 6, данный пучок света полностью отразится от плоскости раздела элементов поляризационной призмы 6, аза- от верхней зеркальной грани призмы 6 и попадает на фотоприемник 9. Так как по0 ложение оптического блока при измерении остается неподвижным, то и смещение центра падающего на фотоприемник 9 пучка света также будет равно удвоенному значению смещения контролируемого объекта 13

5 от своего номинального положения, что вызывает пропорциональное изменение сигнала фотоприемника 9, поступающего на вход блока 10 индикации.

Отсутствие отражения при прохожде0 нии через плоскость разреза элементов поляризационной призмы 6 пучка лучей, идущих со стороны источника 1 света и наоборот, полное их отражение от этой плоскости при прохождении пучка света от

5 уголкового отражателя 11 объясняется свойствами самой поляризационной призмы 6, а именно тем, что в первом случае показатель преломления прозрачного слоя разреза поляризационной призмы 6 Фостера больше

0 показателя преломления падающего на него пучка света, имеющего плоскость поляризации, параллельную оптической оси элементов призмы 6, а во втором случае, после поворота плоскости поляризации

5 проходящего пучка лучей на 90° с помощью двойного прохождения им четвертьволновой пластины 8, показатель преломления его становится меньше показателя преломления прозрачного слоя разреза призмы 6 и

0 ,пучок света испытывает полное отражение. Формула изобретения 1. Устройство для измерения отклонений от прямолинейности объекта, содержащее источник линейно поляризованного

5 света, уголковый отражатель, предназначенный для установки на контролируемом объекте, четвертьволновую пластину и фотоприемник, отличающееся тем,что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено двухлучевой поляризацией5 1682769б

ный призмой Фостера, неподвижно уста-ника линейно поляризованного света и пановленной по ходу светового пучка за источ-раллельна плоскости поляризации этого

ником линейно поляризованного света,пучка.

четвертьволновой пластиной, установлен-2.Устройствопоп.1, отличающая- ной на торце призмы, обращенном куголко-5 с я тем, что оно снабжено линейным поля- вому отражателю таким образом, чторизатором, установленным на торце приз- оптическая ось призмы перпендикулярнамы, обращенным к источнику линейно направлению прохождения пучка от источ-поляризованного света.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для измерений отклонений от прямолинейности, плоскостности, соосности, а также для центрирования объектов. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет обеспечения линейности соотношения величины смещения энергетического центра падающего на фотоприемник пучка лучей от величины смещения уголкового отражателя, т. е. от измеряемой величины. Устройство содержит источник 1 света, например газовый лазер, установленный в корпусе 2 с помощью винтов 3, коллиматор 4 и смонтированный на кронштейне 5 оптический блок, содержащий двухлучевую поляризационную призму Фостера (ППФ)6, линейный поляризатор 7 и четвертьволновую пластину 8. ППФ 6 установлена так, что оптическая ось элементов призмы перпендикулярна направлению прохождения пучка света от источника 1 света и параллельна плоскости поляризации этого пучка света. В этом же блоке размещен и позиционно-чув- ствительный фотоприемник 9, выходной сигнал которого подается на вход блока 10 индикации. Пучок света от источника 1 света, проходя через коллиматор 4, преобразуется из расходящегося в параллельный, затем падает на линейный поляризатор 7, проходит через ППФ 6 и направляется на уголковый отражатель 11, расположенный на контролируемом объекте 13. По смещению центра падающего на фотоприемник 9 пучка света, вызывающего пропорциональное изменение сигнала фотоприменика 9, поступающего на вход блока 10 индикации, судят об отклонении от прямолинейности. 1 з. п. ф-лы. 1 ил. О 00 |ЧЭ VI Он ю