Способ контроля параметров объектов

(51% у Рассеяниых волнЛ.Бурш 24,дифракционнодвум разнымнаоборот, длдлины волны ным диаметрам значении дли- ффффф иаметра от- двум ра.иЙ, П ы волны Ъ неизменно изменении отражаретьеся значени Й из ощади д, (т ционно еняЯ ей Для первого, нечетных) уч кривой с увелиЙ площадь Я у меньшением Й Я стков ением еличи- уменьшагодиф диаметра,вается,1ется, Наной крив е фракади Я тных участках ои изменение р. ложно. ленное постоы Й при постоянно ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБ(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВОБЪЕКТОВ(57) Изобретение относится к изтельной технике. Цель изобретени Изобретение относится к измериельной технике и может быть испольовано в промышленности.Целью изобретения является расшиение функциональных возможностей за чет обеспечения бесконтактного эксресс-контроля и измерения диаметров роводящих сферических объектов.Дпя измерения параметров объектов ферической формы используется физиеская зависимость эффективной плоади рассеяния шаровой поверхности т соотношения радиуса шара и длины олны при облучении полем плоской . лектромагнитной волны изолированноо одиночного шара.Любые две точки дифракционной криой соответствуют определенным знаениям длины волн % и диаметра сфе" ы Й, Для постоянного значения диаетра сферы две разнесенные точки на расширение функциональных во зможностей, которое достигается путем измерения диаметров проводящих сферических объектов, Эталонный и контролируемый объекты облучают электромаг нитным излучением с длиной волны )(; выбираемой из условия Й/(0,2 п+0,1) 6 % ( Й/(0,2 п,1), где Й - диаметр эталонного объекта; и - целое действительное числоОпределяют значение отношения измеренных уровней энергии или коэффициентов отражения по мощности излучения, отраженного от эталонного и контролируемого объектов, которое является мерой контролируемого параметра, 1 з.п, ф-лы. й кривой соответствую значениям длины волны я постоянного значен изменении диаметра Й противо А изменение площади Я, обусл изменением длины волны % пр ином Й, противоположно изменению бусловленному изменением диаметр35 Возможно выбрать такие значения длины волны Ъ и интервалы измененийдиаметра от Й 1 до Й, чтобы значения аргумента функции Й/ф располага 5лись на линейном участке дифракционной кривой. Для двух разнесенных точек линейного участка дифракционнойкривой приращение аргумента Ь (Й/)определенной величины и определенного Ознака при смещении влево илигвправорабочих точек по дифракционной кривой, вызывает изменение эффективнойотражающей площади Б в каждой точкена величину Д Я, При этом разность площадей Б 1-Б остается постояннойвеличиной, определяемой разностьюзначений аргумента функции, а отношение щ 1 Б,/Я(ш 1 при ЯЯ ) или а=Я/Б 1 (щ при ЯБ) изменяется, 2 Отак как изменяются значения числителяи знаменателя.Следовательно, величина и знак изменения отношения отражающих площадей Дщ для двух точек линейного 25участка дифракционной кривой однозначно определяют величину и знак изменения аргумента Д (Й/). При постоянном значении длины волныприращение Дш однозначно определяет приращение ДЙ Й 1-Й, т.е. Д а пропорционально ДЙ. Кроме того, сама величина отношения ш также однозначно определяет значения Йи Йпри постоянном известном 3 . А отношение площадей отражающих поверхностей является отношением отраженных уровней энергии или же отношением коэффициентов отражения по мощности от сферического объекта,Если в качестве значения диаметра 40 Й или Йвыбрать значение диаметра эталонного объекта Й , то отношение площадей отражающих йоверхностей Б эталонного объекта и Б исследуемого объекта однозначно определяет величи ну отклонения диаметра исследуемого объекта Й, от Й, При Й=Й величина отношения п 1=1, По мере увеличения отклонения значения Й от Йэ увеличи" вается изменение отношения щ от значения ш либо в сторону возрастания (ш 1), либо в сторону уменьшения (ш 1). Направление изменения отношения ш (увеличение или уменьшение при определенном направлении изменения диаметра Й, например увеличении), а также значение величины ш (щ или щ(1) зависят от следующих факторов: номера участка дифракцион-,ной кривой (значения числа п), направления изменения диаметра исследу-емого объекта (ЙЙ или ЙЙ) и выбора величины отношения а=Я/Б илиа=Би/Я . Так, например, если для первого участка дифракционной кривой(п=1) для определенного диаметра эталона Й. проводящей сферы выбрать такзначение рабочей длины волны , чтобызначение аргумента Й/ соответствова-ло середине линейного участка дифракционной кривой, т.е. порядка 0,24,то при увеличении диаметра исследуемой сферы (ЙЙ) значение БЯ, апри уменьшении (Й(Й ) значение Я ((Б . При этом для отношения а=Я/Бээна участке Й(Йэ отношение щс и сростом значения Йвозрастает, при."ближаясь к единице, а на участке Й,))Й отношение ш) и с ростом значения Й 1, возрастает. Если выбратьотношение а=Ба/Я, то на участке Й(сйэ отношение щ 1 и уменьшается помере приближения ш к единице, а научастке Йх)Йэ а и уменьшается сувеличением разности Й-Йэ. Если для этого первого участка дифракционнойкривой (п=1) выбрать значения Йитак, чтобы точка находилась в начале участка (минимальное значениеаргумента Й/Ъ), то возможно измерение только для случая ЙЙ и отношение а=Я/Б по мере увеличения Йвозрастает от единицы (ш 1), а отношение ш=Я /Я уменьшается от единицы (ш(11, Для максимального значения аргумента Й/Я линейнрй части этого первого участка возможно измерениедиаметров сферы только Й(Й , а отношение а=Ба,/Б уменьшается от .единицы (щ(1) и отношение а=Я. /Я увеличивается от единицы (ш. Для второго участка дифракционной кривой (п=2)указанные изменения отношения ш противоположны. При этом выбор величиныотношения ш (пЬ 1 или ас) не влияетсущественно на погрешность измерения,так как для одних и тех же значенийЯ. и Б функции а 1 и а дают однии те же результаты,Таким образом, отношение отраженньк сигналов электромагнитного излучения от эталонного и исследуемого проводящих сферических объектов однозначно определяет диаметр сферы, Поэтому это отношение позволяет производить измерение площади сечения5 15424сфеРы, проведенной через центр сферыперпендикулярно направлению распространения электромагнитного излучения.Кроме того, для двух сферических5объектов равного диаметра, эталонного и исследуемого, возможно осуществление измерения округлости и формы поверхности исследуемого объектапо отношению к эталонному. Если исследуемый объект имеет на своей сферической поверхности изменения округлости (например, впадину), то привращении объекта в двух взаимно перпендикулярных плоскостях изменяется 15отношение отраженных уровней энергииили коэффициентов отражения следующим,образом. При попадании впадины в область тени изменения отношения не происходят. Максимальное изменение отношения наблюдается тогда, когда максимальная площадь сечения впадины совпадает с плоскостью сечения сферы,проведенной через ее центр перпендикулярно направлению электромагн тного 25излучения.Способ реализуют следующим образом.Согласно значениям диаметров конт-ролируемых объектов выбирают значение рабочей длины волны, исходя изусловияй/ (О, 2 п+О, 1) ЕМс 1/ (О, 2 п-о, 1),где Й - значение диаметра контролируемого объекта. 35Выбирают эталонный объект (правильной формы) диаметром Й, Облучаютэталонный и контролируемый объектыэлектромагнитным излучением выбранной длины волны Ъ . Измеряют уровни 40энергии отраженных сигналов от эталонного и контролируемого объектов.Определяют отношение этих измеренныхуровней энергии и по нему судят опараметрах контролируемого объекта. 45Цена деления шкалы отношений сигналоввыбирается путем предварительной калибровки, которая выполняется следующим образом. В зависимости от диапазона измеряемых значений и желаемой 50цены деления шкалы отношений (шкалыизмеряемых значений) выбирают двай более эталонных объекта различныхразмеров, Исходя из условий контроляв сторону увеличения или уменьшения 55 26 6размера, или же изменения как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения - производят указанные измерения "нулевого" эталонного объекта и других эталонных объектов. Нулевое значение шкалы измеряемых значений соответствует измерению двух "нулевых" эталонных объектов, идентичных по своим параметрам.При контроле параметров объектов, можно также измерять коэффициенты отражения по мощности от эталонного и контролируемого объектов и по величине отношения этих коэффициентов отражения опреДелять значение контролируемого параметра. Формула изобретения 1, Способ контроля параметров объек"тов, заключающийся в том,что облучают контролируемый и эталонный объекты электромагнитным излучением, измеряют и сравнивают характеристикиуказанного излучения, отраженного отэталонного и контролируемого объектов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональ"ных возможностей путем измерения диаметров сферических. проводящих объектов, значение рабочей длины 9 выбирают на участках ди 4 ракционной кривой сечения обратного рассеяния одиночной проводящей сферы, где перваяпроизводная этой функции не равнанулю, в интервалах между точками,при прохождении которых первая производная этой функции не меняет свойзнак, из условияа/(О,гп+О,1)Ма/(О, гп-О,1),где й - диаметр эталонного объекта;и - целое действительное .число,определяют отношение измеренныхуровней энергии отраженных сигналовот эталонного и контролируемого Ьбъектов, по значению, которого определяют параметр объекта,1 2, Способ по и. 1, о т л и ч а -а ю щ и й с я тем, что определяют отношение измеренных коэффициентов отражения по мощности от эталонного и контролируемого объектов, по значению которого определяют параметр объекта.