Способ контроля линейных размеров микрообъектов Советский патент 1980 года по МПК G01B11/02 

лен, полистирол) f слоистых пластиков (гетинакс, текс.толит) я др. Размеры элементарных волокон -фибрилл - соотавпяют в поперечинке 0,1-0,5 мкм, диа метр растительного волокна 0,02-0,07 м а их протяженность достигает нескольких миллнмечров, что уже сопостави о не только с требуемой точностью измерения, но и с разкЕрами мнкрообъектов (шарикорасгфостраненные микропроволокй имеют диаметр 5-300 мкм). волоконного прсдасхождения из окружающей среды осаждаются на микрообъектах и вследствие особенностей фактуры последних (малые размеры, шероховатость поверхнос-га, наличие микротрещин и раослоенкй, сложная форма, например, у мик роспиралей) спутываются и прочно спепляются с ними. в результате в известном способе контроля одновременно с собственно раз мерами микрообъекта регистрируются и находящиеся на измеряемом объикте посторонние часганы и загрязнения, что й1О сят в результаты измерения дополнитель ные погрешности и искажения. Кроме того, в известном способе кон роль микрообъектов, имеющих геометрические отклонения размеров и формы поперечного сечения, производится только в одном азимуте, что не позволяет выявить достоверно картину погрешностей размеров и формы поперечного сечения, оказогваюЕЦИх влияние на эксплуатавионные характеристики таких, например, микрообъектов, как микропроюлока; и, следовательно, это также снижает точность контроля, Целыо изобретения является повышение точности контроля. Зто достигается тем, что осуществля ют на измерительной позидии нагрев кон ролируемого участка микрообъекта пропусканием по нему электрического тока до температуры сгорания-загрязнений и частид органического происхождения,, на ходящЕХся на объекте, обдувают микрообъект сжатым воздухом, регистрируют инфракрасный лучистый поток с нагретого участка микрообъеита и по даличине электрических сигналов, соогветствующих световому и инфракрасному лучистому потокам, судят о контролируемом paSijepe. На чевтеже представлена, схема, иллюстрирующая предлагаемый способ. Схема содержит микроскоп, включаю щвй источник света 1, объектив 2, oifтичоскую систему 3, диафрагму 4, фотоэлемент 5 и устройство 6 для обработки сигнала, прибор 7 индикации, вычислительное устройство 8, регистрируюпшй прибор 9, источник питания 10, токоизмерительный прибор 11, контакты 12, подводящие напряжение к направляющим роликам 13, камеру 14 для подачи в зону нагрева струи газа, привод 15 ДПя перемо-псн микропроволоки, блок управления 16, объектив 17, фотоприемник инфракрасного излучения 18, который подсоединен к источнику питания 19, модулятор 20, устройство 21 для обработки сигнала. Осуществляется предлагаемый способ следующим образом. На пути параллельного пучка 22 светового потока, j идущего от источника света 1г предварительно модулированного, помешают микрообъект 23 перед объективом 2, Теневое (контрастное) изображение 24 микрообъекта оптической системой 3 раздваивают, преобразуя в два полуконтрастных изображения 25, разведенные в режиме настройки на величину номинального (при симметричном допуске) или среднего (при несимметричном допуске) контролируемого размера. .. Раздвоенное изображение вводят в щель диафрагмы 4 и вырезанный щелью диафрагмы участок изображения, примыкающийК месту соприкосновения двух полуконтрастных изображевияй, проепируют на чувствительный электрод фотоэлемента 5. Фотоэлемент вырабатьгаает пропорциональный воспринимаемому световому потоку электрический сигнал, который после прохождения через устройство для обработки сигнала 6 регистрируют при6qpoM 7 индикации. ; К усилителю подсоединяют оперативное запомЕпаающее и вычислительное устройство 8, имеющее выход на регистрирующий прибор &.f Между диафрагмой 4 и фотоэлементом (в сечении А-А) может быть помещено поворотное зеркало (на чертеже не показано), направляющее изображение в щели диафрагмы в глазной оку ляр, что позволяет осуществить настройку величины раздвоения изображения контролируемого объекта также визуально. Нагрев микропроволоки осуществляют прямым пропусканием тока, для чего предусматриваются источник питания 10, токонзмерительный прибор 11, контакты 1 подводящие напряжение к направляющим рсмгакам 13 и через них к нагреваемому участку микрообъекта 23, камера 14 с подачей в зону нагрева струи газа, напри мер Ajj , привои 15 для перемотки микрообъекта, С помотью блока управления 16 осуществляется ручное и автоматическое управление циклом измерения, нагревом мик рообъекта и поддувом газа, подачей микр объекта на измерительную позицию. Лучистый поток от нагретого участка микро объекта 23 вводят с помсщыо объек-гава 17 на фотоприемник инфракрасного излучения 18, который подсоединен к источнику питания 19. . Перед вводом лучистого потока в фотоприемник он модулируется модулятором 20. Переменный сигнал с фотоприемника подается на устройство 21 для обработки сигнала и далее - на оперативное запоминающее и вычислительное устройство 8. После сравнения сигналов с оптического и ин(}ракрасного измерительных каналов и вычисления устройством поправки 8 окончательный результат подается на регистрирующий прибор 9. Нагревание микропроволоки осуществляют непосредственно перед введением изображения микрообъекта в объектив микроскопа путем пропускания по микропроволоке электрического тока от источника 10 через контакты 12, подведенные к металлическим направляющим роликам 13, по которым перематывается микрообъёкт 23 с помощью привода 15 с катушками. Благодаря омическому сопротивлени:о участок микрообъекта прогре вается. Контроль силы тока осуществляют по токоизмерительному прибору 11. : Перед нагреванием в камеру 14 подают струю сжатого (0,1-0,2 атм) газа, )который вьшосит продукты сгорания в (сторону от измерительной поющий. При нагреве участок микропроволоки излучает энергию с частотами инфракрасного спек;Тра, которая воспринимается фотоприемником 18. Электрический сигнал, пропорциональный радиационной температуре измеряемо го участка, подается с фотоприемника 18 на вход устройства для обработки сигнала 21, отградуированного по калибровочному сигналу на модели абсолютно черного тела, а затем - в оперативное запоми нающее и вычислительное устройство 8, где сравнивается с эталонным электричес ким снгнало, вьфабатываемьш после измерения в световом канале текущего линейного размера микрообъекта и соответс вуюшем температуре микрообъекта этого же размера без погрешностей формы поперечного соче1шя. Превышение величины электрического сигнала, поступающего с выхода устройства для обработки сигнала 21 в устройство 8, над эталонным будет свидетельствовать о том, что размеры поперечного сечення в среднем меньше, чем иэмеренный по световому каналу, а уменьшение - больше. Поправка, величина которой может быть установлена расчетным путем или экспериментально, учитывается оперативным и вычислительным устройст вом 8 и на регистрирующий прибор 9 выдается уточненный линейный размер поперечного сечения микрообъекта. После осуществления контроля всей длины проволоки токопровоц и подвод cJKaтого газа прекращают. Управление циклом измерения, включая нагреват1е, осуществление газовой защиты и подачу проволоки вьшолняют через блок управления 16. Формула изобретения Способ контроля линейных размеров микрообъектов с прнменегшем микроскопа, включающего диафрагму, расположенную в плоскости изображения, и фотоэлемент, заключающийся в том, что получают оптически раздвоенное изображение микрообъекта в щели диафрагмы и регистрируют фотоэлементом световой поток, проходящий через диа4рагму, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, осуществляют на измерительной позишш нагрев контролируемого участка микрообъекта пропусканием по нему электрического тока до температуры сгорания загрязнений и частиц органического происхождения, находящихся на объекте, обдувают микрообъект сжатым воздухом, регистрируют инфракрасный лучистый поток с нагретого участка микрообъекта и по величине электрических сигналов, соответствующих световому и инфракрасному лучистому потокам, судят о контролируемом размере. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Автс ское свидетельство СССР № 241019, кл. G 01 В 11/08, 1969, 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2341632/28, кл. Q 01 В 11/02, 18.02.77 (прото,тип).

il