ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВРЕМЯ-ИМПУЛЬСНЫЙ СПОСОБ Советский патент 1971 года по МПК G01B11/04 

Изобретение относится к способам электрических измерений геометрических параметров периодических структур.

Известны автоматические измерительные устройства, работающие по методу «светового калибра и время-импульсному методу.

Недостаток известных способов и систем заключается в том, что они не обеспечивают определения знака погрешности шага одновременно с определением величины этой погрешности. Знак погрешности определяется косвенным путем, что затрудняет восприятие результатов измерения и дальнейшую их обработку (вычисление параметров статистических характеристик аналоговыми средствами).

Предложенный -способ отличается тем, что для измерения погрешностей шагов периодических структур формируют разнополярные П-образные импульсы стабилизированной амнлитуды, длительность которых пропорциональна абсолютной величине отклонения шага от номинального, а полярность, характеризующая знак погрешности, определяется по очередности поступления сигналов с измерительных фотоэлектрических каналов.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для реализации предложенного способа; на фиг. 2 - графики преобразования электрических импульсов, несущих информацию о величине и знаке погрешности

каждого шага структуры; на фиг. 3 - осциллограмма погрешностей контролируемой сетки лампы 6П36С.

Параллельный пучок света от конденсатора освещает участок контролируемой периодической структуры 2, расположенной между конденсором и объективом 4 оптического проектора и перемещаемой с помощью прецизионного электромеханического устройства 3.

Увеличенное изображение участка (шага) периодической структуры проецируется на трехщелевой шаблон-диаграмму воспринимающего фотоэлектрического блока 5. Расстояние между крайними щелями диафрагмы устанавливается равным эталонному шагу контролируемой структуры, умноженному на коэффициент увеличения проектора. Движущееся теневое увеличенное изображение участка контролируемой структуры перекрывает щели

шаблона-диафрагмы, вызывая трапецеидальные изменения выходного электрического тока соответствующих фотоириемников (ФЭУ) (см. фиг. 2, а, б, б). В трехканальном блоке формирования нмпульсов 6 сигналы с ФЭУ у силиваются, дифференцируются и ограничиваются, что позволяет выделить остроконечные импульсы а , б , б (см. фиг. 2), соответствующие границе перехода тень/свет. Импульсы а и б посту7 (фиг. 1), содержащую источник эталонных напряжений (ИЭН), два триггера и биполярный электронный ключ (КЭ). Импульс среднего канала е служит для управления процессом измерения (перебросом триггеров), сброса памяти, счета числа шагов и для других вспомогательных целей. Знакоопределяющая ключевая схема 7 вырабатывает прямоугольные импульсы (см. фиг. 2, г) стабильной амплитуды, длительность которых пропорциональна величине погрешности шага, а полярность соответствует знаку погрешности и определяется очередностью поступления импульсов а , б .

Прямоугольные импульсы поступают на вход электронного интегратора 8, который является одновременно время-амплитудным преобразователем и элементом оперативной памяти. С интегратора 8 на вход электроннолучевого индикатора 9 и быстродействуюш,его самописца (регистратора) 10 поступают импульсы вида однобокой трапеции (см. фиг. 2,д). Амплитуда этих импульсов пропорциональна величине погрешности шага, полярность - знаку. Импульс среднего канала в (от средней щели шаблона) определяет длительность основания трапеции, т. е. время запоминания, что необходимо для четкой регистрации измеренной величины погрешности шага контролируемой периодической структуры.

С выхода знакоопределяющей ключевой схемы 7 разнополярные П-импульсы подаются на аналоговый блок 11 вычисления параметров статистических характеристик. С этого блока

вычисленные параметры через коммутатор 12 последовательно записываются на регистраторе 10.

На фиг. 3 представлена запись погрешности контролируемой сетки лампы 6П36С, в которой

а - распределение погрешностей шагов по длине сетки;

б - общая накопленная погрешность шага сетки;

б - средняя погрешность;

г - дисперсия;

д - среднеквадратическая погрешность шага сетки.

Такая форма конечной информации удобна для восприятия и может служить паспортом выпускаемого изделия.

Предмет изобретения

Фотоэлектрический время-импульсный способ автоматического измерения погрешностей шагов периодических структур, отличающийся тем, что, с целью определения погрешности каждого шага не только по величине, но и по знаку, формируют разнополярные П-образные импульсы стабилизированной амплитуды, длительность которых пропорциональна абсолютной величине отклонения шага от номинального, а полярность, характеризующая знак погрешности, определяется по очередности поступления сигналов с .измерительных фотоэлектрических каналов с дальнейшим время-амплитудным преобразованием и оперативным запоминанием на электронном интеграторе.