Устройство для контроля лимбов Советский патент 1978 года по МПК G01C1/02 

I . ., , .

Изобретение относится к контропьн -изм&рительнь М устр Йствам, предназначенным для определения погрешностей диаметров круговых шкап (лимбов) угломерных приборов раз-, пичной точности и назначения, применяемых g в геодезии, маркшейдерском деле, приб|зростр1 ении.; /

В настоящее время дпя контроля погрешностей нанесения делений круговых шкап применяется несколько устройств.10

Устройство l «предназначенное для определения погрешностей диаметров пвверяемсго лимба нри{постепенном его повороте на угло-. вые интервалы, задаваемые двумя концентрически расположенными;образцовыми лимбами.; |д Считывание показаний с поверяемсй о и двух образцовых лимбов осуществляется с помощью четырех фотоэлектрических систем две из которых определяют положение исследа ёмого диаметра, а две другие задают точный пово- 20 рот поверяемого лимба на требуемый интер- вал. Непосредственное измерение отклонений штрихов от их ноМиЕшльцаго положения производятся автоматически с помошью микн рометра с плоскопаралЛельной пластинкой., 25

Полученный результат передается в аналого-цифровой преобразователь и далее на печатающее устройство. Последнее фиксирует результат, представляющий собой погрешность одного из исследуемых диаметров.

Недостатком устройства является наличие двух .образцовых лимбов с однородными делениями и. четьфех фотоэлектрических микроскопов, что |непременно приводит к усложнению KOHCTpyKmiH и является причиной HecT frбильЕости измерительного канала.

Устройство f2j , последовательно сра&ниваетположения .штрихов поверяемого лимба Относительно наложенного на него обраэцовогЪ Угловая величина йесовпаденйя штрихов изменяется с помощью двух фотоэпектрйческих систем дающих информации в виде импульсов при прохождении соответств |юишх штрихов., Угловая мера погрешности, пропор-. циональная временному интервалу между двумя указанными импульсами, измеряется специальным устройством и поступает поСле обрабт ки на регистрирующггй 1фибор, После измерения И интервалов на одном обороте 1«имбы поворачивают относительно щэуг друга на попаый интервал П раз. Затем по соответств ющей программе определяют поправки штрихов обоих лимбов, от которых переходят к поправки диаметров. i Недостатки устройства: возможность проверить лимбы лишь равных диаметров с однородными делениями, наличие двухканальной считывающей системы, сложная и Щ№ тельная программа наблюдений, .Наиболее близким по технической сущноо ТВ к изобретению является устройство для контроля лимбов з I , содержащее ось вр щения с закрепленными на ней образцовым лимбом и оправой для установки поверяемого лимба, задающий и регистрирующий , фотоэлектрическую измерительную и регистрирующую системы. Устройство сравнивает йоказания поверяемого и образцового лимбов, эакрепленнбЪс на одной оси. Сигналы от штрихов образцового лимба зажигают импульсную лампу, последовательно освещающую штрихи поверяи емшо лвмба, которые проецируются на дв1 жушуюся фотопленку. Информация регистр руется в виде .меток, располагающихся по кривей с амш1Итуд1й и частотой, характер з ющнми погрешности штрихов лимба. К недостаткам этого устройства следует Отнести невысокую точность (2/3) определения погрешностей Влияния эксцентриситета и остаточного действия погрешнос тей эталонного лимба, Пель изобретения - повыше ше точности измерений. Указанная цель достигается тем, что в задающий и регистрирующий каналы введены плоские зеркала так, что в оптический ход луча одновременно попадают изображения соответствующих штрихов образцового и nt веряемого лимбов, а на Пути луча между лимбами установлен чувствительный элемент кинематически связанный через электромех нический преобразователь с измерительной системой, причем чувствительный элемент выполнен в виде плоскопараллельной плаотинки. На фиг, 1 изображена структурно-кинема тическая схема предлагаемсмго устройства; на , ,2 - изображение 1штрихов на регист раторе, . Устройство содержит ось вращения 1, образцовый лимб (ОЛ) 2, поверяемый лимб (ПЛ) 3, осветительную систему 4, плоские зеркала 5, 6, объективы 7, 8, плоское зеркал-о 9, диафрагму 1О, модуляционный диск 11, объектив 12, фотоприемник 13, фазодетектор 14, осветительную систему 15, объектив 16, фотоприемник 17, алектроме. ханический преобразователь 18, плоскопарал лрльную измерительную пластинку 19, зеркало регистрируюшего узла 20, осветител ное устройство 21, столик для записи и формации 22, механизм прерывистой подачи 23, привод м0ду1штгч5а 24, передаточный механизм 25, ось регистрирующего столика 26, микроскоп 27, суппорт 28, оправу для установки поверяемого лимба 29. В устройстве ось 1 (фиг. 1) несет поверяемый 2 и образцовый 3 лимбы. Ось шшиндрическая-.кинематйческоготипас опор й в пяти жестких и двух эластичных точн ках, осуществляющих силовое замыкат1е, С осью кинематически через передаточный механизм 25 связан механизм прерывистой | подачи 23, Оптико-электронная система. включающая осветитель 4, плоские зеркала 5 и 6, объективы 7 и 8, плоское зеркало 9, Ю, фокусирующий элемент 12 и фотрприемник 13, располагается на суппфте 28, Измерительно-регистрирующая сиотема включает фазовый детектор 14, электромеханический преобразователь 18, кинематически связанный с измерительной плосксшараллельной пластинкой 19, С последней кинематически связано зеркало 20 регистрирую ющей системы, на которое подается пучок лучей от осветителя 21 с точечной диа4|1аг мой, Изображение точки зеркалом подается в плоскость регистрирующего столика 22, расположенного на оси 26, связанной через передаточный механизм 25 с механизмом прерывистой подачи 23. В измерительно-регистрирующую систему входит также блок модулятора 11 с осветителем 15, объективом 16, фотоприемник 17, приводом 24, В комплект устройства входат наблюдательный микроскоп 27, который может быть закреплен на том же суппорте 28, Сущность работы предлагаемого устройст ва состоит в следующем. Изображение непр| « j зрачного штриха ПЛ при помощи оптической системы 4-7 накладывается на диаметрал но противоположный прозрачный штрих ОЛ (фиг, 2), При предварительной юстировке начальных штрихов обоих лимбов и в случае отсутствия погрешностей расположения ПЛ ширина левого прозрачного окна ( dд } будет равНа ширине правого окна ( d fj ), а следсжательно, будут равны и световые потоки д и п I ими пропускаемые, При наличии погрешности штриха и Фд Ф Фпсовмещенное изображение штрихов оптической системой 8-9 передает ся в плоскость диафрагмы 10. Световой поток, модулированный при вращении диска 11, поступает на фотоприемник 13, а затем на фазовый детектор 14, Фoтoэ7Ifekтpичecкaя система 15-17 форм рует опорный сигнал фазового детектора,:В зависимости от положения изображения штриха ПЛ в окне ОЛ 1фазовый детектор выдает сигнал определенной величины и полярности, который при помощи электромеханического преобразователя (например, в виде магнитоэлектрической системы) заставляя ПОБСН рачиваться на некоторый yrwi плос1к.опарадй дельную пластинку 19, Эта пластинка является основным измерительным элементом. позволяющим проводить измерения в компевсационном режиме: пластинка поворачивается до тех пер, пока изображение штриха ПЛ не займет (симметричное положение относительно краев окна ОЛ и не . наступит , весие фототоков 3j и D , сравниваё ьях в фазовом детекторе,; При повороте плоскопараллельной пластинки 19 связанное с ней зеркало 20 регист-. рирующей системы отклоняет изображение светящейся точки, с(|юрмированной объеКт№вом системы 21 в плоскости столика;22 с фотопленкой. Смещение изображения в радиальном направлении выражает в некотором масштабе погрещность положения штриха ПЛ, После регистрации срабатывает механизм прерывистой подачи 23, и в поле зрения диа фрагмы 10 появляется совмещенное изображение следующей пары штрихов ПЛ и ОЛ, и цикл измерений и регистрации повторяется. 1&41 . fi Н п А JfлlJ,. л , па. принцип работы устройства позволяет получи1Ъ информацию о погрешностях диаметров ПЛ в виде-графика, в виде таблицы чиоловых значений и в виде отклонений от поля „„„„ „„:; -- . ДОДjrQIval , ,.. Cynnopt позволяет осуществлять уст новку оптической систе:К1Ь1 5-7 на .различные расстояния относительно оси и в зависимооти от диаметра ПЛ, Устрсйство может работать как в ручном режиме (циклическая подача и визуальное : наблюдение погрешностей штрихов), так И в .автоматическом режиме (непрерывная подача оси и автоматическая запись результатов на мерений без участия наблюдателя) Быстродействие устройства в автомат ческом режиме характеризуется средней ск ростью контроля не менее 60 штрихов в минуту (при исследовании лимба на машине типа Гейде с четырьмя микроскопами на наблюдение одного штриха затрачивается 1|5-2 минуты). Это преимущество особемно важно при полном контроле всех диамет Р° лимба, а также при оценке качества нинесения границ переходов кодированных лимбов, у 1 которых количество поверяемь1х отметок может достигать нескольких десятков тысяч. Быстродействие и объективное считывание показаний лимбов при наличии пре цизионной оси и коррекции погрешностей образцового лимба в предлагаемом устройс-р- ва .способствуют достижению точности не грубее 0,1, Формула изобретения Устройство для контроля лимбов, содержащее ось вращения с закрепленными на ней образцовым лимбом и оправой для установки поверяемого лимба, задаюш1й я ре гистрирующий каналы, источник света, фотоэлектрическую измерительную и регистрирутощую системы, от личающвеся тем, что, с целью повышения точности измерений, в задающий и регистрирующий каналы на пути светового луча установлены плоские зеркала, совмещающие в одной пдоскос. ти изображения соответствз оших штрихов ,, ал д{ образцового и поверяемого лимбов, а между установлен чувствитель « 1Й элемент, кинематически связанный через апектром ханический преобразователь с измерительной А системой,. 2, Устройство по п 1, отличающееся тем, что чувствительшлй элемент выполнен в виде плоскопараллельной пласти источники информации, принятые зо вниманце при экспертизе: 1,Кюне X, . Sbieni 3nstrum 196О,№ 8, с, 882-885, 2,Майстром Г, Te ngeratetectihitk . . 1963, М 5, с, 212-223, 3,Петров В, П, Устройство для KOHTIJOля лимбов, Труды ЛИТЛЮ, вып, 73, с, 76-82,. }9г/