Устройство для контроля отклонений положений объектов от прямолинейности Советский патент 1980 года по МПК G01C1/00 G01C5/00 

I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в инженерной геодезии и машиностроении для высокоточного контроля нрямолинейности взаимных положений объектов и плоскостности поверхностей.

Известно устройство цля контроля прямолинейности поверхности, в котором рав неточность измерений достигается введением в электронный блок обработки сиг налов фотоэлектрического преобразователя специального филtл pa fl . Постоянная времени и коэффициент передачи этого фил1угра находятся в функциональной зависимости от расстояния между источником излучения и фотоэлектрическим преобразователем. При увеличении этого расстояния отношение мощности оптического сигнала, соответствующего минимальному смешению объекта, к мощности источника уменьшается. Сигнал, подаваемый с преобразователя дальности на фильтр, увеличивает его коэффициент передачи с увеличением дальности и таким образом вырашшвает чувствительность преобразователя смещений объектов относительно референтного направления.

Недостатками этого устройства является сложность консгфукцни, обусловленная введением преобразователя дальности (дальномера) и возможность появления погрешностиизм фений смещений, связанных с нестабильностью работы этого преобразователя и фильтра.

10

Известно устройство для контроля отЕлонений положений объектов от прямоли- аейности, сод жащее источник света (ге,лий-неоновый лазер), коллимирующее устtsройство в виде телескопической системы, фотоэлектрический анализатор, поперечныхсмещений, установленный .на контролируемом объекте, электрические блоки обработк ки сигналов, регистратор и сканатор 2 .

20

Недостатком этого устройства является неравномерность измерений вдоль трао сы в связи с остаточной расходимостью пучка. Цепь изобретения - повышение точности измерения смешений объектов. Указанная цель достигается тем, что устройство выравнивания чувствительнос вьтолнено в виде углового сканатора, ус тановленного на направляюишх для колеб тельного движения, между коллимируюыщ объективом и его задней фокальной плос костыо на расстоянии от нее бс - диаметр светового пучка на вь ранном энергетическом уровне в фокальной плоскости . объектива; - заднее фокусное расстояние объектива; D - диаметр светового пучка на вы ходе коллимирующего объектив При использовании в качестве исто ьника лазерного излучения с диаметром н выходе d/ и расходимостью Чд сколлим рованнето тепесксншческой системой с фо кусным расстоянием окуляра ioK На чертеже показана функциональная схема устройства. Устройство состоит из источника излу чения 1 (лазера или теплового источника), окуляра (конденсора) 2, зеркала 3, установленного под углом, и оптичес кой оси на направляющей для колебатель ного д жения, оторая пересекается с оптической осью,коллнмирующего объектива 4, фотоэлектрического анализатфа смещений (фотоэлектрической марки) со стоящего из ножевого анализатора 5 и фотоприемника 6, вибратора 7, например электромеханического, и электронHbix блоков о% абот1Ш оптического сигнала: усилителя-формирователя 8, порогового устройства 9 и фазометра 10. Устройство работает следуюпшм образом. Фокусированное окуляром 2 излучение источника 1 отражается от зеркала 3 и коллнмируется объективом 4. При работе электромеханического виб ратора 7 установленное на нем зеркало колеблется, вследствие чего налученне на выходе объектива сканируется. В зависимости от положения зеркала 3 относительно фокальной плоскости объектива излучение на выходе объекти.ва может колебаться параллельно своему начальному положению (в случае совпадения оси колебаний с фокальной плоскостью), сканироваться по углу (при расположении зеркала вблизи объектава) или сканироваться одновременно по углу и смещению. При расстоянии оси колебаний зеркала от фокальной плоскости объектива излучение на выходе колеблется так, что образующие конуса расходимости излучения сходятся в точке О независимо от величины амплитуды раскачки зеркала {при величинах амплитуд углов раскачки до ). При совпадении оси сканирования излучения, которая является базовым направлением, со срезом ножевого анализатора фотоэлектрической марки фазы сигналов, снимаемых с вибратора 7 и фотоприемника б, совпадают. Причем энергия оптических сигналов, принимаемых фотоприемником 6, в этом случае не зависит от расстояния от объектива 4. Несовпадение центра сканирования с центром фотоэлектрической марки вызывает появлени% разности фаз электрических сигналов, которая регистрируется фазометром 10. На измеряемых объектах может быть одно1аременно установлено несколько фотоэлектрических анализаторов. В этом случае излучение посылается на них с помощью светоделительных пластин, установленных под к референтному направлению. Формула изобретения Устройство для контроля отклонений .положений объектов от прямолинейности, содержащее последовательно расположенные источник света, коллимирующее устройство, состоящее из окуляра и объек тива, фотоэлектрический анализатор смещений, установленный на измеряемом объекте, электрические блоки обработки сигнала, регистратор и сканатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, сканатс установлен на оптической оси между объективом и его фокальной плоскостью.

на расстоянии от фокальной плоскости, определяемом по формуле

а,диаметр светового пучка на

определенном энергетическом

уровне в фокальной плоскости

объектива;

заднее фокусное расстояние

06

объектива;

ID - диаметр светового пучка на выходе коллимирующего объектива.

, Источгтаки информации, гфннятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свицетельство СССР № 438867, кя. Q 01 В 11/30, 26.04.72.

2.Применение газовых лазеров в ге одеэ1и. Серия 1, Электроника CQ4. Вьт. 1 U). М.. 1972, с. 63-64 (прототип).