Фотоэлектрический способ измерения линейных размеров изделия и устройство для реализации способа Советский патент 1976 года по МПК G01B11/04 G01B11/08 

тем саным дифракции на изделии, а аатеч на прозрачной щели, установлепной зл изделием. Дифракционную картину наблюдают либо йепосредственно нй экране, либо направляют на экран с помощью линзы, фокус кото рой совмещают с плоскостью экрана. Способ позволяет увеличить яркость дифракционной картины при большом расстоянии между из дёлием и экраном, так как режим лазера устанавливают многомодовым, О величине линейного размера судят по расстоянию между темными полосами картины. Недостатками способа являются малая точность измерения линейных размеров изделий из-за систематической погрешности, источником которой является теоретическая ошибка и малый диапазон измерения линейных размеров, гак как с уменьшением нижнего предела диапазона измерения существенно увелячивается погрешность измерения. К недостаткам способа следует отнести сложность устройств, с помощью которых его реализуют, так как полученную дифракционную картину сканируют в плоскости анализа, что связано с необходимостью реги- страции фотоприемником излучения потоков чрезвычайно широкого диапазона. Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона, измерения линейных размеров изделий. Достигается aVo тем, что смешают минимум освещенности дифракционной картины на .оптическую ось линзы и по измеряемому углу ди(} акпии лучей, соответствующих направлению на выбранный минимум освещенности картины, определяют размер комтролируеклого изделия. Устройство для реализации способа, солержашее последовательно установленные ис точник света, диафрагму, щель, лкнзу, гочечную диафрагму, фотоприемник, дополнительно снабжено фотоэлектрическим гальванометром, поворотное плоское зеркало которого расположено перед линзой, генератором одиночных импульссна, подключенным ко аходу гальванометра и в цепь обратной связи с фотоприемником, и последовательно установленными за фотоприемником функциональным преобразователем, электрическим блоком сравне кия и источником эталонного напряжения. На фиг, 1 представлена схема, поясняк щая фотоэлектр гческий способ измерения линейных размеров изделий; па фиг. 2 - схема устройства для реализации способа. По предлагаемому способу (см, фиг. 1) . излучение лазера 1 направляют по контроли руемый объект 2 и у(:таиопле П ут1- :.н ним прозрачну о 111«ль 3. Нп экране 4 ,ч;1(-.1О( И.ГЮСКСК./ТИ ЛИЦ:.Ы 5 П . ,-- К1и1иЛИу1) картину в распред лония свс га, ()г минимум освешег1ности возможно более RV Tсокого порядка, дифракционной картины на оптическую ось линзы, например с помощью зеркала 7, установленного перед линзой.Измеряют угол дифракции лучей, соответствующих направлению на выбранный минимум освещенности картины, и по его величине определяют линейный размер контролируемого объекта 2. На фиг. 1 дифракционная картина распределения света 6 представлена в относительных единицах. Устройство для реализации способа (см. фиг. 2) содержит источник света 8, диафрагмы 9 для вьщеления наиболее однородной части светового пучка 1О, прозрачнукз щель 11, поворотное зеркало 12, установленное перед линзой 13 на подвижной рамке фотоэлектрического гальванометра 14, точечную диафрагму 15, фотоприемник 16, 4ункциональный преобразователь 17, источник 18 эталонного напряжения, электрическийблок 19для измерения отношения эталонного напряжения к выходному напряжению функционального преобразователя 17 и генератор 20одиночных импульсов напряжения, подключенный к входу фотоэлектрического гальванометра 14. Гальванометр включег в цепь обратной связи с фотоприемником 16, связанным, в свою очередь, с преобразователем 171 Точечная диафрагма 15 установлена в фокальной плоскости на оси линзы 13. При измерении контролируемое изделие 21 помещается перед прозрачной щелью 11. В плоскости диафрагмы 15 образуется дифракционная картина, представляющая собой светящуюся линшо, разделенную перпендикулярными ей темными полосами. Направлениям на минимумы освещенности порядка от соответствуют утлы дифракции .jj . В центре экрана на оптической оси линзы 6 находится дифракционный максимум нулевого лорядка, интенсивность которого уменьшается до нуля в обе стороны от прозрачной точечной диафрагмы. Возникающий при этом на фотоприемнике 16 сигнал управляет поворотом зеркала 12 до тех пор, пока дифракционный минимум первого порядка в виде темной полосы не устанавливается, на экране против диафрагмы 15- Угол поворота зеркала 12, соответствующий положению .темной полосы на точечной диафрагме, , Пропорциональный углу электрический сигнал фотоприемника 16 подается на функциональный преобразователь 17, вырабатывающий напряжение, пропорциональное синусу удвоенного угла поворота зеркала 12, Сиг нал с преобряаово i-enf .1.7 подается ил элек- rt) КНЙ ОЛОК 19. lo.liylOHHfJO )ЯЖСМ1П равниваюг пдось с эталоттым иялряжепием я пкалл измерителя протрядуированя в пи нейных единицах, определпюншх размер кон тролируемого изделия. Для работы в более высоких дифракционных nopH- vax в момент прохождения очередного дифракционного минимума перед точечной диафрагмой 15 подают кратковременные импульсы напряжения на фотоэлектрический гальванометр 14 с помощью генератора импульсе 20. Точность измерения предложенным способом возрастает при работе с дифракционными минимумами более высоких порядков. На результат измерения не влияют ошибки дисторсии линзы, так как точечная диафрагма расположена на оптической оси лиизы и анализ дифракционной картины проводится в центре поля зрения. Формула изобретения 1. Фотоэлектрический способ измерения линейных размеров изделия, заключающийся в фотоэлектрическом анализе распределения освещенности ди(акционной картины, о т л и ч аюший с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона из мерения, смещают минимум освещенности дифракционной картины на оптичеркую ось линhibi и по ИЛМОрОИНОМу yi ЛУ ППф||. iivrf-ii , ;соотвот пВую 1и1х naTipnonf-iiiiTii м,ч tu,n(i,-iFrin i i минимум освещенное: ги клрппП), )Г1|1оаеля пт размер контролируемого изделия. ; 2. Устройство для реплипапип лгг)Гч)Г1а но п. 1, содержащее гтоследовагольно уг:-р/ мопл -ч( ные источник света, диафрагму, июлт-., лншу, точечную диафрагму, фотоприемник, о т ц п чающееся гем, что оно снябжегю ф(.тоэлектрическим гальванометром, поворотиоо .плоское зеркало которого расположено персп ;линзой, генератором одиночных импульсоп, подключенным ко входу гальванометра и п (цепь обратной связи с фотонриемником, и последовательно установленными за фотоприемником функциональным преобразователем, I электрическим блоком сравнения и Ысточнн;ком эталонного напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1.. Патент, Франция, №11506288 кл. G 01 В от 23.02.66 г. 2,, Франция, № 1592292 кл. G О1 В. 3. Измерительная техника, 1973г., fe 6, стр. ЗО, Применение лазера для змерения щирины,тонких лент (прототип)