ПЕРФЛЕКТОМЕТР Советский патент 1973 года по МПК G01B11/02 G01B21/02 

1

Изабретение относится к приборостроению и может быть Ианользовано для высокоточного наведения на зеркально отражающую поверхность, например ла ловерхность концевых мер длины, калибров колец, гладких и резьбовых калибров при линейных измерениях.

Известен лерфлектометр, содержащий расноложеняые последовательно на одной оптической оси осветитель, марку, лроекциавный ,и визирный объективы, биссектор и окуляр.

При совмещении отражающей поверхности с оптической осью изображение зеркально отраженной марки ннкладььвается на место исчез-нувшего прямого изображения марки.

Наведение на отражающую ;поверхно;сть объекта осуществляет1ся визуально введением в биссектор зеркального изображения марки при соответствующей установке отражающей поверхности.

Однако такой перфлектомет.р обладает невысокой чувствительностью наведения (0,1- 0,2 мкм), не исключает субъективные ощибки оператора и не приспособлен к осуществлению автоматического процесса наведения.

Предлагаемый перфлектометр отличается от извест1ного тем, что, с целью повышения чувствительности и ТОЧНОСТИ регистрации положения зеркально отражающей поверхности объекта относительно оптической оси, он снабЖен модулятором, установленным в плоскости изображений визирного объектива, фотоприемником 1И электронным блоком регистрации, расположенными на выходе перфлектометра. Проекционный объектив имеет поляризатор, визирный объектив-аиализатор. Причем Поляризатор и анализатор одинаково ориентированы относительно друг друга и каждый вьгаолнен из двух поляроидов, плоскости Поляризации которых взаимио перпендикулярны. Линия раздела поляроидов проходит через оптическую ось и перпендикулярна к направлению перемещения зеркально отражающей поверхности объекта.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема «предлагаемого перфлектометр а; на фиг. 2 - поляризатор (анализатор); на фиг. 3 - принципиальная блок-схема предлагаемого перфлектометра.

Предлагаемый перфлектометр .состоит из расположенных на одной оптической оси осветителя /, марки 2, проекционного объектива 3, визирного объектива 4, поляризатора 5, анализатора 6, щелевого модулятора 7, коллектива 8, фотопри-емника 9 и электронного блока 10 регистрации.

Объект 11 расположен между поляризатором и анализатором, причем отражающая поверхность ориентируется вдоль оптической оаи перфлектометра. Марка находится в плоскости предметов проекционного объектива.

Плоскость предметов визирного объектива совмещена с плоскостью изображений проекционного объектива. Модулятор установлен в плоскости изображений визирного объектива и центрирован относительно марки. Марка выполнена в виде .малого отверстия.

Поляризатор и анализатор (см. фиг. 2) выполнены одинаково и каждый представляет собой вклеенные между стеклянными пластинкам и два полукруга из поливиниловых поляроидов. Причем ориентация плоскостей поляризации полукругов взаимно перпендикулярна.

Блок регистрации ,(см. фиг. 3) состоит из генератора 12, усилителя 13, кольцевого фазочувствительного Выпрямителя 14. Кроме того, на блок-схеме предлагаемого перфлекгометра позиция 15 - световая марка.

Предлагаемый перфлектометр работает следующим образом. Свет от осветителя 1 равномерно освещает марку 2. Проекционный объектив 3 строит на оптической оси в плоскости предметов визирного объектива 4 промежуточное уменьшенное изображение марки. Лучи, строящие изображение марки, проходят через поляризатор 5 и поляризуются: лоловина лучей с направлением плоскости поляризации, повернутым относительно лервой на 90°.

Поляризованный таким образом свет л опадает на ориентированный анализатор 6 и лолностью задерживается им. Лучи света в визирный объектив 4 не попадают. При отоутствии в ходе лучей отражающей поверхности объекта 11 в плоскости модулятора 7 нет л,рямого изображения марки и свет на фотоприемник 9 не попадает. Отражающая ловерхность объекта - 11 ориентируется так, что направление ее перемещения перпендикулярно к линии раздела полукругов поляризатора и анализатора.

При наведении на отражающую поверхность половина пучка лучей с одним направлением плоскости поляризации будет постепенно срезаться, а другая половина, поляризованная во взаимно перпендикулярной плоскости, начнет отражаться от поверхности объекта 11 и попадать через поляроид анализатора 6 с таким же .направлением плоскости поляризации в визирный объектив 4.

Визирный объектив 4 строит изображение зеркально отраженной марки в плоскости щелевого модулятора 7.

При смещении отражающей поверхности объекта к оптической оси перфлектометра происходит перемещение зеркального отраженного изображения марки к центру колебаний щелевого модулятора 7 и увеличение интенсивности изображения. Модулятор 7 .питается напряжением с генератора 12. Периодические колебания щели модулятора относительно зеркального изображения марки вызывают модуляцию светового лотока, который, попадая на фотоприемник 9, вызывает поя.вление электрического сигнала.

Электрический сигнал через усилитель 13 попадает на кольцевой фазочувствителыный выпрямитель 14, коммутируемый от генератора 12 напряжением с частотой колебаний .модулятора (частота сети 50 ец). В результате получают постоянный ток, зависящий только от наличия в сигнале первой гармоники (50 гц) и всех нечетных гармоник и независящий как от составляющей 100 гц, так и всех четных гармоник.

При отклонении от положения точного наведения в сигнале появляются составляющие основной частоты (50 гц), которые вызовут

появление выпрямленного тока: при точном наведании ток отсутствует, сигнал рассогласования направляется в регистрирующий узел или после усиления - в исполнительный меха1низм,

Предмет изобретения

Перфлектометр, содержащий раоположениые последовательно на одной оптической оси осветитель, марку, проекционный и влзирный объективы, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности регистрации положения зеркально отражающей

поверхности объекта относительно оптической оси, он снабжен модулятором, установленным в плоскости изображений визирного объектива, фотоприемником и электронным блоком регистрации, расположенными на выходе перфлектометра, проекционный объектив имеет поляризатор, визирный объектив-анализатор, причем поляризатор и анализатор ориентированы один относительно другого одинаково и каждый выполнен из двух поляроидов, плоскости поляризации которых взаимно перпендикулярны, а линия раздела поляроидов проходит через оптическую ось и перпендикулярна к направлению перемещения зеркально отражающей поверхности объекта.

f 2

Фи-г-З