Устройство для измерения геометрических размеров объекта

) (И) 50 4 6 0 В 11706,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙф -л;,лЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ОБЪЕКТАИзобретение относится кной технике и может быть ГЕОМЕТЮ.А.Б нов и(57) тель зн мери поль.К.Штановано при измерении линеиных раз еров протяженных объектов, в час ости для бесконтактного оптическ 088.8) Волоко о-оптичес сследоваго контр таких оп облученн электро ным пучком. - П исследований. Т я научных ф 7 ф свидетельство СССРС 01 В 11/06, 1981. точности, над расширение номенклату ВЭдел(56) Бэий-Саленкий датчик смещния поверхностиго интенсивным ения дляобразца импульсн риборы д ,46, 197 ля геометрическ ических деталей ескими и асфери тями, плоскопар светофильтры,в шайбы. Цель изо н толщиныкак линзыескимиллельныелоконно-оп13 измеряемых объектов, Устройство содержит источник когерентного излучения ы две одинаковые измерительные головки, первая из которых включает последовательно установленные по ходу излучения освещающий светонод 1, Фурье-преобразующий объектив 2, анализатор 3 пространственно-частотного спектра, приемный световоди приемник 5 излучения и датчик 6 10628линейного перемещения, а вторая головка включает последовательно уста.нонленные по ходу излучения освеща ющий световод 7, Фурье-преобразующий объектив 8, анализатор 9 пространственно-частотного спектра, приемный снетонод 10 и приемник 11 излучения и датчик 12 линейного перемещения. Датчики 6 и 12 расположены соосно.1 з.п, ф-лы, 1 ил.довательно установленные по ходу излучения освещающий световод 7,Фурьепреобразующий объектив 8, анализатор9 пространственно-частотного спектра,5 приемный световод 10 и приемник 11излучения и датчик 12 линейного перемещения. Датчики б и 12 линейныхперемещений головок расположены соосно.Предлагаемое устройство работаетследующим образом,Монохроматическое излучение от источника 1 когерентного излучения попадает н освещающий световод 1 первой измерительной головки и направляется на щель 13,. образованную датчиком 6 линейного перемещения и контролируемой поверхностью объекта 14.При этом датчик 6 линейного перемещения смещают в положение, при котором происходит эффективная дифракцияна щели 13. Фурье-преобразующийобъектив 2 осуществляет оптическое25Фурье-преобразование дифрагированнойволны и формирует пространственночастотный спектр 15 в плоскости анализатора 3 пространственно-частотного спектра. Последний осуществляетпространственно-частотную фильтрациюполученного спектра 15, пропускаяв приемный светонод 4 определенныеучастки спектра (например, минимальные или максимальные). Приемник 5 из,лучения регистрирует распределение35 интенсивности в отфильтрованном оптическом сигнале, собираемом приемным световодом 4. Цель изобретения. - повышение точности, надежности измерения и расширение номенклатуры измеряемых объектов за счет перехода от регистрации отраженного (предельно дифрагированного) излучения к регистрации эффективно дифрагированного излучения на щели, образованной датчиком линейного перемещения и контролируемой поверхностью объекта, путем измерения абсолютной величины контролируемого геометрического размера, а также эа счет контроля объектов не только с полированными, но и грубоматовыми (шлифованными) поверхностями.На чертеже изображена принципиальная схема устройства для измерения геометрических размеров объекта.Предлагаемое устройство содержит источник когерентного излучения (на чертеже не показан), две одинаковые измерительные головки, первая . из которых включает последовательно установленные по ходу излучения освещающий световод 1, Фурье-преобразующий объектив 2, анализатор 3 пространственно-частотного спектра, приемный световод 4 и приемник 5 излучения и датчик б линейного перемещения, а вторая головка включает послеИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении линейных размеров протяженных объектов, в частности для бесконтактного оптического контроля геометрической толщины та.ких оптических деталей, как линзы со сферическими и асферическими поверхностями, плоскопараллельные плас. тины, волоконно-оптические шайбы,Анализатор 3 пространственно 40 частотного спектра настраивается на конкретный размер щели Й, например,13 10628 4но-плоского) контролируемой поверхности, что устраняет влияние макро- геометрии объекта и повьппает точность измерения,Фурье-преобразующий объектив 2 устанавливают таким образом, что отраженное после цифракции на щели излучение распространяется в пределахего апертуры. В процессе измеренияперемещают датчик 6 до тех пор,покасигнал, регистрируемый приемником 5излучения, не становится минимальным.Это означает, что ширина щели 13имеет. заданное значение Й , на которое настроен анализатор 3. д =Д +аг+ Д +Дг+ до 1 г г 1)20 находят искомый абсолютный геометрический размер объекта 14, равныйо (1 г Когерентное излучение, дифрагиру ющее на щели 13, отражается от контролируемой поверхности объекта 14 и .направляется в сторону Фурье-преобразующего объектива 2. Таким способом можно контролировать объекты не только с полированными, но и грубоматовыми (шлифованными) поверхностями, которые хорошо отражают свет при направлении освещающей волны, близком к скользящему, когда угол падения больше 60 . Форма контролиируемой поверхности при данном способе контроля тоже не играет роли,так как излучение, дифрагировавшее на уз. кой щели, отражается от контролируемой поверхности практически сразу же после щели, когда оно еще локализовано в пределах малого телесного угла, В результате отражение происходит от небольшого участка (локальСоставитель Л.ЛобзоваТехред А.Кравчук. Корректор А.Обручар Редактор Л.Повхан Заказ 1879/36 Тираж 678 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,по минимальному или максимальному значению спектра, При этом изменение величины смещения Й датчика 6 линейного перемещения определяет относительное изменение контролируемого размера Й объекта 14 по сравнению с эталоном.При использовании второй измерительной головки в начальном положении с помощью вспомогательного эталона измеряется расстояние Д между датчиками 6 и 12 линейного перемещения. После этого измеряют величины Й и д с помощью соответствующей головки при одновременной фиксации размеров Йг и Й . Решая размерную цепь Формула и э обретения 1, Устройство для измерения геометрических размеров объекта, содержащее источник излучения и измеритель ную головку, включающую последовательно установленные по ходу излучения освещающий световод, приемный световод и приемник излучения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, надежности измерения и расширения номенклатуры измеряемых объектов, оно снабжено последовательно расположенными между освещающим и приемным световодами датчиком линейного перемещения,Фурье преобразующим объективом и анализатором пространственно-частотного спектра, а источник излучения выполнен когерентным.2. Устройство по и. 1, о т л и - ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых размеров, оно снабжено второй измерительной головкой, датчик линейных перемещений которой расположен соосно с датчиком линейного перемещения перВой ГОЛОВКИ а