Способ контроля линейных размеров микрообъектов Советский патент 1978 года по МПК G01B11/08 

контроля. Преобразование параллельного светового потока перед подачей на развертывающее устройство в сходящийся вызывает дополнительные погрешности, связанные с изменением масштаба изображения. Кроме того, сведение параллельного пучка, содержащего ниформацию о погрешностях, в сходящийся реализуется с помощью линз, имеющих криволинейную поверхность, что усложняет устрой ство и увеличивает погрешность измерения. Ширина щели диафрагмы сводится к минимуму (до нескольких сотых долей мм), однако она носит соизмеримую с ее размером погреш ность в измерение. Все указанные выше погрешности снижают точность контроля. Цель изобретения - повышение точности контроля линейных размеров микрообъектов. Для этого изображение мнкрообъекта перед щелью диафрагмы оптически раздваивают со сдвигом друг относительно друга в направлении линии измерения на величину, равную номинальному размеру микрообъекта, регистрируют величину изменения светового потока вследствие расхождения или наложения полуконтрастных изображений, по которой и судят о контролируемом размере. На фиг. 1 представлена прннципиальная схема для осуществления предлагаемого способа фотоэлектрического контроля размеров микрообъектов, на фиг. 2 - вид микрообъекта в щели диафрагмы в плоскости изображения при отсутствии отклонений размера; на фиг. 3 - то же, при наличии верхнего отклонения; на фиг. 4 - то же, при наличии ннжнего отклонения. На пути параллельного пучка светового потока 1, предпочтительно модулированного, помещают контролируемый микрообъект 2 перед объективом 3 микроскопа {на чертеже не изображен). Теневое (контрастное) изображение 4 (заштриховано двумя пёрекре1цивающимися линиями) микрообъекта оптической системой 5 раздваивают, преобразуя в два полуконтрастных изображения 6 (заштрихованы одной линией под разными углами), разведенные в режиме настройки на ве.тичину номинального (при симметричном допуске) или среднего (при несимметричном допуске) контролируемого размера. Раздвоенное изображение вводят в щель диафрагмы 7 и вырезанный щелью диафрагмы участок изображения, примыкающий к месту соприкосновения двух полуконтрастных изоб ражений, проецируют на чувствительный электрод фотоэлемента 8. Фотоэлемент вырабатывает пропорциональный воспринимаемому световому потоку электрический сигнал, который усиливают усилителем 9 и регистрируют измерительным прибором 10. К усилите рю подсоединяют оперативное запоминающее и вычислительное устройство 11, имеющее выход на регистрирующий прибор 12. Между диафрагмой 7 и фотоэлементом 8 (в сечении А-А) может быть помещено поворотное зеркало (на чертеже не показано), направляющее изображение в щели диафрагмы в глазной окуляр микроскопа, что позволят осуществлять настройку величины раздвоения изображения контролируемого объекта также визуально. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Сначала производят настройку схемы, для чего на предметный столик микроскопа устанавливают микрообъект с номинальным контроируемым размером или его эталон, освещают его. При наблюдении в окуляр микроскопа производят с помощью оптической системы 5 раздвоение его изображения в направлении линии измерения на величину номинального размера и проецирование в плоскость изображения с центрированием относительно щели диафрагмы 7. При этом в поле зрения наблюдаются два полуконтрастных изображения Микрообъекта (см. фиг. 2), состыкованных по краю (в слу чае контроля диаметра - по образующим цилндра). Затем переключают световой луч на фотоэлемент 8 и отмечают на измерительном приборе 10 усиленный выходной электрический сигнал как опорный и выключают фотоэлемент 8. Далее производят непосредственно контроль, для чего на. предметный столик микроскопа в то же положение устанавливают контролируемый мнкрообъект 2, включают фотоэлемент 8 и по отклонению выходного электрического сигнала показывающего прибора судят о величине и знаке отклонения размера. При наличии верхнего отклонения два полуконтрастных изображения в зоне сонрикосновения накладываются и образуют контрастный участок (см. фиг. 3), равный по ширине верхнему отклонению, умноженному на увеличение микроскопа. Световой поток, проходящий через диафрагму на фотоэлемент, уменьшится и соответственно ему уменьшится электрический ток фотоэлемента. При наличии нижнего отклонения образуется просвет между полуконтрастными изображениями (см. фиг. 4) и электрический ток фотоэлемента пропорцнонально увеличится. Далее цикл операций в режиме контроля при поштучном контроле микрообъектов повторяют. В случае контроля подвижного объекта, например диаметра микропроволоки в процессе перемотки, режимы настройки и контроля идентичны описанному. Перемещение проволоки в этом случае должно осуществляться вдоль ее оси, в направлении, нормальном к линии измерения, а отклонение диаметра проволоки по длине будет фиксироваться регистрирующим прибором 12. Формула изобретения Способ контроля линейных размеров микрообъектов с применением микроскопа, включающего диафрагму, расположенную в плоскости изображения, и фотоэлемент, заключающийся в том,-что получают изображение микрообъекта в щели диафрагмы и регистрируют фотоэлементом световой Поток, проходящий через диафрагму, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, изображение микрообъекта перед щелью диафрагмы предварительно оптически раздваивают со сдвигом друг относительно друга в направлении линии измерения на величину, равную номинальному размеру мнкрообъекта, регистрируют величину изменения светового потока вследствие расхождения или наложения полуконтраспШх нзйбражений, по которой и судят о контролируемом размере.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Воронцов Л. Н. Фотозлектрнческне системы контроля линейных лкчкн. М., «Машиностроение, 1965, с. 94.

2.Авторское свидетельство СССР № 241019, кл. G 01 В П/09, 1969.

1

1