Устройство для измерения прямолинейности поверхностей Советский патент 1982 года по МПК G01B11/30 

(5) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения прямолинейности поверхностей любой протяженности, и может быть использовано при монтаже и наладке крупногабаритного и уникального оборудования в машиностроении, судостроении, станкостроении и т.п.

Известно устройство для измерения прямолинейности поверхностей, содержащее последовательно расположенные источник когерентного излучения , коллиматор, установленную нормально падающему лучу дифракционную решетку, оптическую систему для образования интерференционной картины и блок регистрации, причем дифракционная решетка в процессе измерения перемещается по контролируемой поверхности LOНедостатком устройства является низкая производительность и .точность измерения.

Наиболее близким к изобретению .является устройство 2 для измерения прямолинейности поверхностей, содержащее последовательно расположенные источник когерентного света, коллиматор, дифракционную решетку, установленную перпендикулярно световому лучу, отражающее зеркало и блок эегистрации. Устройство содержит также вторую дифракционную решетку,

ш установленную как и первая перпендикулярно световому лучу. Дифракционные решетки закреплены на одном основании и связаны собой соотношением

15

1-1

где Т

период второй дифракционной решетки;

т период первой дифракционной решетки;

20

РЗ. порядок дифракции лучей на - второй решетке.

Недостатком известной конструкции является технологически сложное изготовление двух дифракционных решеток с высокой точностью, период которых удовлетворял бы соотношение Целью изобретенияявляется упроще ние конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения прямолинейности поверхностей, содержащем последовательно расположенные источник когерентного света, коллиматор, дифракционную решетку, установленную перпендикулярно световому лучу, отражающее зеркало и блок регистрации, дифракционная решетка выполнена полупрозрачной, отражающее зеркало жестко связано с дифракционной решеткой и установлено к падающе му на него световому лучу под углом, равным половине угла дифракции, а ус ройство снабжено отражающим оптичес КИМ элементом, расположенным за дифракционной решеткой на пути светового луча нулевого порядка дифракции. На чертеже изображена принципиаль ная схема устройства для измерения прямолинейности поверхностей. Устройство содержит последователь но расположенные источник 1 когерент ного света, коллиматор 2, дифракцион ную решетку 3 жестко закрепленную на основании 4, отражающее зеркало 5, отражающий оптический элемент 6, блок 7 регистрации, включающий светоделитель 8, два фотодатчика 9 и узел 10 вывода информации на световое табло или самописец (на чертеже не показаны). Отражающее зеркало 5 связано с дифракционной решеткой 3 с помощью жесткой связи 11. Устройство работает следующим образом. Источник 1 когерентного света, установленный на одном конце контролируемой поверхности 12, например на направляющих станка, через коллиматор 2 освещает дифракционную решетку 3 пучком параллельных лучей, падающих нормально к ее плоскости. Пучок лучей, попав на дифракционную решетку 3. дифрагирует на множест-, во проходящих и отраженных Е симметричных порядков. Нулевой порядок Е дифракции, т.е. луч, прошедший дифракционную решетку 3 без изменения направления, попадает на отражающий оптический элемент 6, отразившись от которого направляется обратно на дифракционную решетку 3 в область первичной ди фракции и дифрагирует на множество проходящих Е , и отраженных Е jl симметричных порядков, которые интерферируют с отраженными и проходящими дифракционными максимумами первичной дифракции. Отражающее зеркало 5 установлено к падающему на него световому лучу под углом 3L- , равным половине угла дифракций (на чертеже не показан). Таким образом, отражающее зеркало 5 установленное на пути любых интерферирующих пучков fj , h|| , отражает эти пучки параллельно основному лучу Е. На пути этих интерферирующих пучков устанавливается блок 7 регистрации, включающий светоделитель 8 для разделения пучка на два луча, два фотодатчика 9 и узел 10 вывода информации на световое табло или самописец. Разделение пучка на два необходимо для определения направления перемещения дифракционной решетки 3- При перемещении отражающего оптического элемента 6 по контролируемой поверхности 12 изменяется разность хода интерферирующих пучков и в плоскости регистрации фотодатчиков 9 проходят интерференционные полосы. Число, К интерференционных полос связано с измеряемой длиной L участка контролируемой поверхности соотношением1 .1/ ьак U -1 о .. измеряемая длина участка; число интерференционных полос; длина волны источников когерентного света в вакууме, равная 0,632991tl мкм; показатель преломления окружающего воздуха. Таким образом, перемещая отражающий оптический элемент 6, можно измерить длину участка контролируемой поверхности. При перемещении дифракционной решетки 3 до контролируемой поверхности 12 параллельно падающему пучку Е лучей интерференционная картина в плоскости регистрации не изменяется, а при перемещении в направлении, перпендикулярном пучку Е .лучей, происходит изменение интенсивности интерференционной картины, которое регистрируется фотодатчиками 9- Эта информация выводится на световое табло или самописец.

Формула изобретения

Устройство для измерения прямолинейности поверхностей, содержащее последовательно расположенные источник когерентного света, коллиматор, дифракционную решетку, установленную перпендикулярно световому лучу„ отражающее зеркало и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции , дифракционная решетка выполнена полупрозрачной, отражающее зеркало жестко связано с дифракционной решетff /-

кой и установлено к падающему на него световому лучу под углом, равным половине угла дифракции, в устройство снабжено отражающим оптическим Элементом, расположенным за дифракционной решеткой на пути светового луча нулевого порядка дифракций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. 6 01 8 9/02, опублик. lO.Oi.yB.

№ 7561977. кл. G 01 В 11/30, 30.10.78 (прототип). f c,f 1