Способ измерения неплоскостности

ГОСУД АРСТ ПОДЕЛАМГав ТЕЛ ВТОРСКОМУ опр о т 24.Ю. Дем усковюэао( Н НЕПЛОСКОСТ- м что ос ект коллими ускают отраФрагму и разнос личине о НЫЙ НОМИТЕТ СССРОБРетений и ОтнРыти ПИСАНИЕ ИЗО) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТИ, заключающийся в то ают контролируемый объ анным излучением, прод ное излучение через диа еделяют величину неплоскостности,л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью пюмааеыия точности измерений, преобразуют прошвдвее через диаФрагму излучение в электрический. сигнал, .задает уровень порогового напряжения, вращают контролируемый объект поочередно в противоположные стороны, регистрируют моменты времени, при кото; рык амплитуде электрического сигнала равна норогоэоФФу напряжению, изме ряют углы поворота объекта в интервале между зарегистрированнвзаа моментами времени при поочередном вращении в противодоложнык направлениях и по ти измеренныи углов судятве неплоскост ности.Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено, в частности, для измерениянеплоскостности граней многогранныхпризм.Известны способы контроля неплоскостности, заключающиеся в том, чтона контролируемую поверхность накладывают плоскую прозрачную эталоннуюпластину и по количеству и форме интерференционных полос, наблюдаемых 1 Овизуально через эталонную пластину,судят о неплоскостности контролируемой поверхности (1),Однако такие способы малопроизводительны, дают невысокую точность измерений и, являясь, по сути, контактными, могут привести к повреждениюконтролируемой поверхности,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемым результатам является способ измерения неплоскостности, заключающийся в том, что освещают контролируемый объект коллимированным излучением,пропускают отраженное излучение через диафрагму и определяют величинунеплоскостности (21 .Недостаток известного способазаключается в невысокой точности измерений.Цель изобретения - повышение точности измерений,Указанная цель достигается тем,что согласно способу измерения неплоскостности, заключающемуся в том,что освещают контролируемый объект З 5коллимированным излучением, пропускают отраженное излучение через диаррагму и определяют величину неплоскостности, преобразуют прошедшеечерез диафрагму излучение в электрический сигнал, задают Уровень порогового напряжения, вращают контролируемый объект поочередно в противоположные стороны, регистрируют моментывремени, при которых амплитуда элект"45рического сигнала равна пороговомунапряжению, измеряют углы поворотаобъекта в интервале между зарегистрированными моментами времени при поочередном вращении в противоположныхнаправлениях и по разности измеренныхуглов судят о величине неплоскостности,На фиг.1 .приведена схема реализации способа; на фиг.2 - эпюры сигналов, иллюстрирующие способ.На предметном столе 1 расположенконтролируемый объект 2, который всвою очередь связан с лазерным гироскопом 3. Рядом с контролируемымобъектом 2 на неподвижном основании 60(не показано) расположен фотоэлектрический автоколлиматор 4, Электрические выхОды автоколлиматора 4 и лазерного гироскопа 3 связаны с входамиустройства 5 обработки информации. 65 Способ осуществляют следующим образом.С помощью автоколлиматора 4 подаютна контролируемый объект 2 (в данномслучае трехгранную призму) коллимированное излучение. При отражении отодной из поверхностей контролируемогообъекта 2 в фокальной плоскости автоколлиматора 4 получают изображениеего излучающей щели. При вращенииконтролируемого объекта 2 на выходеавтоколлиматора 4 получают электрические сигналы, параметры которых зависят от параметров поверхностей6-8 контролируемого Объекта 2. Нафиг. 2 а (импульс б) показана формасигнала на выходе автоколлиматора 4,полученного от плоской поверхностиб призмы 2 (цифры над импульсами означают номер грани призмы 2, от которой получен импульс). В этом случаесигнал имеет колоколообразную илиблизкую к. ней форму, параметры которого зависят только от параметровавтоколлиматора (ширины излучающейи анализирующей щелей, параметровобъектива и т.д.). На фиг.2 а (кривая 7) приведен сигнал автоколлиматора от грани 7 контролируемой призмы2, имеющей неплоскостность в видесферически выпуклой или вогнутой поверхности, По сравнению с сигналомот плоской поверхности длительностьсигнала от грани увеличилась. В случае, если грань контролируемой призмы имеет местную несферическую неплоскостность (фиг. 1, грань 8),форма сигнала на выходе фотоэлектрического автоколлиматора будет отличаться от колоколообразной (фиг.,2 а,кривая 8), т.е. происходит искажение формы сигнала, пропорциональноевеличине и форме местной неплосхостностиТаким образом, вращая контролируемый объект 2 и анализируя длительность и форму сигнала от его различных граней на выходе автоколлиматора 4, можно определить параметрынеплоскостности граней контролируемого объекта 2. Длительность сигналаможет определяться известными временными методами при пересечении егопередним и задним фронтами определенного порогового уровня, форма сигиа.ла может быть определена путем измерения длительности при различных пороговых уровнях,4Существенное повышение точностиможет быть достигнуто при измерениидлительности и формы импульсов путемизмерения соответствующего угла поворота контрОлируемого объекта 2. Вэтом случае процесс измерения заключается в том, что при достижении передним фронтом сигнала автоколлиматора 4 порогового уровня начинаютотсчет угла, а при достижении этого602арственного кизобретений иЖ, Раущска каз 4546/3 Тира ВНИИПИ Гос по делам 035, МоскваПодпис н митета СССР ткрытий наб., д. 4/5 г. ужгород, ул. Проектна лиал ППП Патен же уровня задним фронтом сигнала заканчивают отсчетугла. Полученная таким образом угловая мера является мерой длительности импульса. Форма импульса определяется .аналогично измерением при различных пороговых уровнях. Измерение углов производит. ся путем интегрирования, за время отсчета угла, сигнала лазерного.гироскопа 3, вращающегося вместе с контролируемым объектом 2.Неплоскостность контролируемых поверхностей определяется следующим образом. Допустим, производится измерениеугла между гранями 6 и.7. Истинноезначение угла р орределяется междуцентрами импульсов 6 и 7 (фиг,2 а).Измерение угла производится придостижении передними .фронтами импульсов 6 и 7 порогового уровня 0.При этом измеренное значение угла при вращении призьы против стрелкичасов будет равноизм=ДЧфис 4 МаПри вращении контролируемой призмыпо стрелке часов порядок чередованияимпульсов меняется на обратный(фиг. 2 б). Измеренный угол между им"пульсами 7 и 6 в этом случае будетравен Мням "Ьчт+Ч -ЧПараметры неплоскостности определяются иэ, вычисленийЧцьм- Чизм.2 ьМаТаким образом, разность показанийпри измерениях углов по и против ча-совой стрелки свидетельствует онеплоскостности граней контролируемой призмы 2.Способ является абсолютньа 4, поэвоф ляет автоматизировать процесс измерения и повысить его точность.