Устройство для аттестации штриховых мер Советский патент 1980 года по МПК G01B11/00 

I

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к устройствам для аттестации штриховых мер.

Наиболее близким по своей технической сущности к изобретению является устройство для аттестации штриховых мер методом компарирования, содержащее последовательно расположенные источник света (лазер), оптическую систему, образцовую диафрагму с двумя щелями, расстояние между которыми должно строго соответствовать масштабу аттестуемой меры и шагу подачи стола компаратора, фотоэлектрический узел в виде двух фотоприемников и блок обработки сигнала с него I.

Недостатками известного устройства являются низкие точность, производительность и надежность контроля.

Цель изобретения - повышение точности, производительности и надежности контроля.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве расстояние LO между серединами обеих щелей образцовой диафрагмы выбирается из условия

LO (14з 2Ьтпах -/дзетах/)-Г,

где Ug - эталон длины - единица масштаба аттестуемой меры; ,максимальное возможное знае тпа - чение ширины щтриха;

максимально возможное минусовое отклонение единицы интервала аттестуемой меры от эталонной,

Г коэффициент увеличения еди10ницы масштаба аттестуемой

меры;

ширина щелей В bmax качестве фотоэлектрического узла используется динамический фотоэлектрический микроскоп. На чертеже изображена принципиальная

J5 схема устройства для аттестации штриховых мер.

Устройство содержит последовательно расположенные источник 1 света, оптическую систему, включающую оптический элемент 2 и объектив 3, образцовую диафрагму 4 с двумя щелями, фотоэлектрический узел в виде динамического фотоэлектрического микроскопа 5, рабочая зона фотокатода 6 которого перекрывает плоскости щелей

образцовой диафрагмы 4, и блок обработки сигнала с фотоприемного узла в виде схемы 7 управления, вход которой связан с выходом динамического фотоэлектрического микроскопа 5, схемы 8 кварцевого генератора, соединенного со схемой 7 управления, схемы 9 коррекции и вычислительного узла 10, соединенного со схемой 8 кварцевого генератора и схемой 9 коррекции.

Индексом 11 обозначена аттестуемая мера со штрихами 12. Расстояние между серединами щелей диафрагмы выбирается из условие

LO (1э -2bnia -/АЗ-тах/) Г,

а ширина щелей В .Г.

Устройство работает следующим образом. Источник 1 света через оптические элементы 2 освещает штрихи 12 аттестуемой меры 11, световые изображения которых переносятся объективом 3 в плоскости щелей образцовой диафрагмы 4, за которой расположен фотокатод 6 динамического фотоэлектрического микроскопа 5. Расстояние между серединами двух щелей образцовой диафрагмы 4 выбирается из условия LO (Lg-2bniax-/ДЗ тах/)-Г, исключающего возможность одновременного появления оптических изображений щтрихов в обеих щелях образцовой диафрагмы 4, что дает возможность использовать один канал фотоэлектронной обработки, применение в котором динамического фотоэлектрического микроскопа 5 позволяет производить аттестацию при непрерывном со стабилизированной скоростью V перемещении аттестуемой штриховой меры 11. Динамический фотоэлектрический микроскоп 5 выделяет середины оптических изображений штрихов 12 в плоскостях щелей образцовой диафрагмы 4 и в виде дельта-импульсов подает их на схему 7 управления, которая вьщеляет те дельта-импульсы, расстояние между которыми соответствует разности длин единиц (шагов) аттестуемых интервалов в плоскостях щелей образцовой диафрагмы 4 LJ.T (i - порядковый номер единицы аттестуемого интервала) и расстоянию между серединами щелей образцовой диафрагмы LO Вычислительный узел 10 по командам со схемы 7 управления подсчитывает временной интервал между этими дельта-импульсами (для заданной стабилизированной скорости V перемещения штриховой меры 11) с частотой кварцевого генератора; далее схема 7 управления дает команду на схему 9 коррекции, которая вводит поправку в предыдущее вычисление на разность длин единицы масштаба аттестуемой меры L, и интервала между серединами щелей образцовой диафрагмы 4, приведенного к плоскости штрихов . Следовательно, процесс вычисления разности длин каждой i-той единицы аттестуемого интервала Lj. и единицы масштаба аттестуемой меры L, приведенных

к плоскости штрихов, будет выглядеть таким образом:

о - т т

- г

а его временный эквивалент

п1

t aiX П-, X ТКР а X

где а - знак разности (LL-Lj); ni-число импульсов, подсчитанных вычислительным углом за время t,; с частотой кварцевого генератора FKP(C периодом Ткг) на i-TOM единичном интервале. Таким образом, из предыдущей формулы видно, что электронным аналогом длины (/L;,- L) является

.

После этого вычислительный узел алгебраически пересчитывает отклонение каждого измеренного единичного интервала от единицы масштаба аттестуемой меры на отклонение его относительно первого (нулевого) штриха. Эта окончательная операция аттестации, в результате которой определяются величина и знак отклонения на каждом i-TOM аттестуемом интервале штриховой меры 11, выражается формулой

NN

.btv EaLX X V

А

L-lU-lМ

f

-R- .Saj. X П-, , FKP u-t

где N - номер последнего интервала штриховой меры (число аттестуемых интервалов меры).

Изобретение может быть использовано для аттестации как линейных, так и круговых штриховых мер (для этого в приведенных формулах нужно заменить единицы длины на угловые единицы, а линейную скорость - на угловую).

Простота устройства, высокие точность, производительность, надежность и широкий диапазон единиц аттестуемых интервалов (от долей микрометра до миллиметров) позволяют эффективно использовать его для аттестации штриховых мер.

Формула изобретения

Устройство для аттестации штриховых мер методом компарирования, содержащее последовательно расположенные источник света, оптическую систему, образцовую диафрагму с двумя щелями, фотоэлектрический узел и блок обработки сигнала с него, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, производительности и надежности контроля, расстояние Ьо между серединами обеих щелей образцовой диафрагмы выбирается из условия:

LO (Ьэ-2Ьт ах-/ АЗ-тах/) X Г,

где bj - эталон длины - единица масштаба аттестуемой меры;