Устройство для контроля прямолинейности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 54 19) (11,)5 С 0 ИЗОБРЕТВИДЕТЕЛЬСТВУ И ии инст тво СССР 22, 986, ОЛЯ 11 РЯМО к измебретени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ С(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРЛИНЕЙНОСТИ(57) Изобретение относитсятельной технике. Целью изо является повышение производительности и расширение функциональных возможностей за счет автоматическогоизмерения расстояния, пройденного поизмеряемой поверхности, Устройствасодержит матрицу 5, жестко связаннуюс фотопреобразователем 4, дающимопорный .сигнал, и установленную взоне действия дифракционного пучка18 акустооптической ячейки 2, чтопозволяет регистрировать перемещениепучка 18 по матрице 5, тем самым отслеживая перемещение каретки 3 поизмеряемой поверхности.ил,В= агсз 1 п (-)Лгде 8 угол дифракции;71 - длина волны света;Л - длина волны звука,используя также формулу тангенсоваБВ =Ъгде 8 угол дифракции;а - противоположный катет, в да.ном, случае Ь+Б,д;Ь " прилегающий катет, в данномслучае искомая величина,Ьрасстояние от центра позиционно-чувствительного фото " 45 50 Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано при контроле отклонений от прямолинейности и плоскостности и является усовершенствованием известногоустройства пЬ авт, св, В 1427179.Целью изобретения является повышение производительности и расширение функциональных возможностей засчет автоматического измерения расстояния, пройденного .по измеряемойповерхности.На чертеже представлена схемаустройства,15Устройство состоит иэ установленных последовательно и оптически связанных источника 1 света (лазер),акустооптической ячейки 2, установленной на измерительной каретке 3,и позиционно"чувствительного фотопреобразователя 4 с жестко связаннойс ним фоточувствительной матрицей 5,усилителя 6 и исполнительного механизма 7, включенного между усилите" 25лем 6 и источником 1, генератора 8опорных колебаний, генератора 9 несущих колебаний и фазометра 10, подключенных к выходу генератора 8, избиритального усилителя 11, блока 12вычисления дистанции и регистрирующего блока 13, подключенного к выходам фазометра 10 и блока 12, объектива 14 и фотоприемника 15, оптически связанных ячейкой 2, выход фотоприемника 15 соединен с входом усилителя 11.Устройство работает следующим образом.Угол дифракции между опорным пуч Оком и дифракционным пучком постоянен и зависит от свойств акустооптической ячейки, этот угол равен преобразователя до началаэлемента фоточувствительнойматрицы;Н, - номер элемента фоточувствительной матрицы, засвечиваемого в момент контроля;Д - линейный размер ячейки; расстояние между точкой контроля и позиционно чувствительным фотопреобразователем, т,е. 2, равноЪ + Б д , Ъ +.Н;Л2 =- , --- , Л., (1) ае ЯУстройство работает следующим образом,Источник 1 света, установленныйв начале контролируемого профиля,испускает, опорный световой пучок 16с плоским волновым фронтом (параллельный пучок), который проходит через акустооптическую ячейку 2 и попа"дает на позиционно-.чувствительныйфотопреобразователь 4, Световой пучок 16 задает опорную прямую линию,совпадающую с его осью симметрии,относительно которой ведется контроль и измерение прямолинейности профиля При случайных отклочениях светового пучка 16 на выходе позиционночувствительного фотопреобразователя4 появляется сигнал рассогласования,который усиливается усилителем 6. Исполнительный механизм 7 поворачиваетисточник 1 света, возвращая световойпучок 16 в первоначальное положение,при котором сигнал рассогласованияравняется нулю. Таким образом, осуществляется стабилизация положенияопорного светового пучка 16, Генератор 8 опорных колебаний модулируетпо амплитуде сигнал генератора 9несущих колебаний Ультразвуковаяволна возбуждается на входном торцеакустооптической ячейки 2 и проходит некоторое расстояние до пересечения оси светового пучка 16, претерпевая при этом задержку во времени.Эта задержка приводит к появлениюфазового сдвига в огибающей сигнала.Ультразвуковая волна в соответствии с упругооптическим эффектом модулирует показатель преломления материала акустооптической ячейки 2 ив зоне пересечения светового пучкапредставляет собой бегущую фазовуюдифракционную решетку,В результате на выходе, кромеопорного светового пучка 16 (нулевойСоставитель ЕГлазковаТехред Л.Олийнык Корректор С.Шевкун Редактор О,Юрковецкая Заказ 3040 Тираж 484 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина, 101 5 159 порядок), появляются дифракционные пучки, один из них(пучок 17), соответствующий плюс первому порядку ди фракции, фокусируется объективом 14 на фотоприемнике 15. Вследствие того, что сигнал, создающий дифракционную решетку, промодулирован по амплитуде опорным колебанием, амплитуда напря женности электрического поля в дифракционном пучке 17.также изменяет ся во времени с частотой модуляции и фазовым сдвигом. Вследствие того, что все фотоприемники имеют квадратичную характеристику, выходной сигнал, кроме полезной составляющей, содержит еще постоянную составляющую и вторую гармонику, которые подагляются в избирательном усилителе 1. В результате этого после усилителя 11 на вход фаэометра 10 поступает информационный сигнал на частоте огибающей, На второй вход фазометра 1 О поступает сигнал с генератора 8 опорных колебаний. Фазометр 10 измеряет фазовый сдвиг, линейно связанный с расстоянием от торца акустооптической ячейки 2 до точки пересечения оси светового пучка 16 с ультразвуковой волной акустооптической ячейки 2. Регистрирующий блок )3 фиксирует сигнал, пропорциональный этому расстоянию.Второй дифракционный пучок 18, соответствующий минус первому порядку дифракции, попадает на фоточувствительные ячейки матрицы 5, Фоточувствительная матрица 5 содержит последовательный ряд фоточувстви-. тельных элементов и при падении на фоточувствительный элемент дифракционного пучка 18 на выходе матрицы в этот момент появляется сигнал, соответствующий номеру Б засвечиваемого элемента матрицы. Сигнал с выхода фоточувствительной матрицы 5 поступает на вход блока 12 вычисления дистанции, в котором осуществляется 7545 6вычисление дистанции от акустооптической ячейки 2 до фоточувствительной матрицы 5 по формуле (1) . Информация с выхода блока 12 поступаетна вход регистрирующего блока 13,В процессе движения измерительнойкаретки 3 по контролируемому профилю в результате неровностей профиля10каретка периодически поднимается иопускается, при этом соответствующим образом изменяется расстояниеот торца акустооптической ячейки 2до точки пересечения оси световоголучка 1 б с ультразвуковой волнойакустооптической ячейки 2, и в соответствии с этим происходит контрольвсего профиля, одновременно измеряется и расстояние между акустоопти 20 ческой ячейкой 2 и фоточувствительной матрицей 5. Величины этих измерений фиксируются в регистрирующемблоке 13, что позволяет судить остепени прямолинейности контроли 25 руемого профиля на необходимых участках,Формула изобретенияУстройство для контроля прямолинейности по авт, св, Р 1427179,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения производительностии расширения функциональных возможностей, оно снабжено фоточувствительной матрицей, жестко скрепленнойс позиционно-чувствительным фотопреобразователем, чувствительная поверхность которого лежит в однойплоскости с чувствительной поверхностью матрицы, расположенной в зонедействия дифракционного пучка акустооптической ячейки со стороны, противоположной расположению фотоприемника по отношению к позиционно-чувстви45тельному фотопреобразователю, и блоком вычисления дистанции, выход которого подключен к входу регистрирующего блока,