Устройство для измерения геометрических параметров объектов Советский патент 1993 года по МПК G01B11/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения размеров деталей, величин их перемещений и амплитуды вибраций механизмов и является усовершенствованием основного изобретения по а,с. № 785645, кл. G 01 В 11/02.

Целью изобретения является повышение точности измерений геометрических параметров объектов за счет исключения погрешностей, обусловленных флуктуацией освещенности шероховатостью поверхности.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения геометрических параметров объектов содержит излучатель 1, располагаемый оптической осью под углом 10-70° к поверхности объекта 2, полупрозрачное зеркало флуктуационного канала 3 и полупрозрачное зеркало дополнительного канала 4, для разделения отраженного от объекта 2 светового потока, фотоприемиик 5 с диафрагмой 6, установленной перед его светочувствительной поверхностью, усилитель индикации управляемый 7, соединенный входом с выходом фотоприемника 5, управляемое сопротивление 8. Фотоприемник 9 дополнительного канала включен на вход дополнительного усилителя 10. Выход дополнительного усилителя соединен с входом дифференциального усилителя 11. Светочувствительная поверхность фотоприемника 2 функционального канала перекрыта виньетирующей диафрагмой 13, Выход фотоприемника 12 флуктуационного канала через разделительный конденсатор 14 соединен с входом усилителя 15 флуктуационного канала. Выход усилителя 15 флуктуационного канала соединен с входом дифференциального усилителя 11. Выход дифференциального усилителя 11 соединен с входом управляемого сопротивления 8.

Устройство работает следующим образом.

Луч излучателя 1, отражаясь от измеряемого объекта 2, попадает через полупрозрачные зеркала 3, 4 и диафрагму 6 на фотоприемник 5. Сигнал с фотоприемника 5 усиливается усилителем индикации 7. Выходное напряжение усилителя 7 зависит от величины светового потока, прошедшего через полупрозрачные зеркала 3 и 4, величина смещения луча относительно диафрагмы 6 и коэффициента усиления усилителя индикации 7. Коэффициент усиления усилителя 7 меняется в зависимости от изменения величины управляемого сопротивления 8, пропорционального выходному суммарному сигналу дифференциального усилителя 11, на вход которого поступает сигналы с фотоприемника 9 с полностью открытой светочувствительной поверхностью и с фотоприемника 12 светочувствительная поверхность которого при постройке на номинальный размер перекрыта виньетирующей диафрагмой.

Сигнал на первом входе дифференциального усилителя 11 пропорционален величине светового потока, отраженного от полупрозрачного зеркала 4. Сигнал на втором входе дифференциального усилителя 11 определяется флуктуацией светового потока в „плоскости светочувствительной площадки фотоприемника флуктуационного потока 12, зависящий и определяемый от шероховатости контролируемой поверхности. Сигнал на входе усилителя индикации 7 определяется величиной смещения световой марки относительно диафрагмы 6 и флуктуацией освещенности световой марки в плоскости диафрагмы 6. В дифференциальном усилителе 11 сигналы первого и второго входа вычитаются и коэффициент усиления канала индикации определяется лишь величиной светового потока, в котором отсутствует часть флуктуации, определяемых величиной виньетирования световой марки диафрагмой 13.

Так из сигнала, управляющего величиной коэффициента усиления усилителя индикации вычитается сигнал, пропорциональный флуктуациям освещенности, виньетируемым диафрагмой измерительного канала, равным флуктуациям

освещенности в плоскости диафрагмы флуктуационного потока, компенсируется флук- туационная погрешность измерения. Формул а изобретения Устройство для измерения геометрических параметров объектов, содержащее излучатель, располагаемый оптической осью под углом 10-70° к поверхности объекта, по- .следовательно установленные по ходу отраженного светового потока диафрагму и

фотоприемник, первое полупрозрачное зеркало дополнительного, канала, расположенное по ходу отраженного светового канала, оптически связанный с первым полупрозрачные зеркалом первый дополнительны.й фогоприемник, усилитель индикации, вход которого соединен с выходом фотоприемника, дополнительный усилитель, вход которого соединен с выходом первого дополнительного фотоприемника, управляемое сопротивление, включенное в цзпь отрицательной обратной связи усилителя индикации отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено флуктуационным

каналом, состоящим из оптически связанных полупрозрачного зеркала, установленного по ходу отраженного от объекта светового потока и второго дополнительного фотоприемника с виньетирующей диафрагмой, дифференциальным усилителем, первый вход которого соединен с выходом дополнительного усилителя, второй вход через разделительный конденсатор - с выходом второго дополнительного фотоприемника флуктуационного канала, а выход - с управляющим входом управляемого сопротивления.

Использование: в измерительной технике. Сущность: изобретение позволяет повысить точность измерений геометрических параметров объектов за счет исключения 2 погрешностей, обусловленных флуктуацией освещенности. Устройство снабжено полупрозрачным зеркалом флуктуационного канала 3, фотоприемником флуктуационного канала 12 с виньетирующей диафрагмой 13 (ВД), дифференциальным усилителем 11 (ДУ). Сигнал на первом входе ДУ 11 пропорционален величине светового потока (СП). Сигнал на втором входе определяется флуктуацией СП. В ДУ 11 сигналы вычитаются, и коэффициент усиления канала индикации определяется лишь величиной СП, в котором отсутствует часть флуктуации, определяемых величиной виньетирования световой марки ВД 13. 1 ил.