Устройство измерения геометрических параметров поверхностей

)5 60 1/00 ТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Московский институт электронного ма-. шиностроения и Физический институт АН СССР(72) С.Е.Солодов и Н.Д.Морозова56) Авторское свидетельство СССР М 1690459,кл. 6 01 В 21/00, 1987.(54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТЕЙ(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Целью изобретения является повышение точности, надежности и упрощение конструкции за счет исключения погрешностей, связанных с необходимостью использования для анализа отраженного излучения диафрагмы, исключения второго излучающего лазера и компенсационного канала, уменьшения количества используемых объективов, Излучение от инжекционного излучающего лазера 4 фокусируется на исследуемую поверхность 17. Отраженное излучение попадает в фотоприемный блок 8, где полезная информация преобразуется в электрический сигнал с помощью лазеров-приемников 11 и 12, равноудаленных в разные стороны от фокальной плоскости анализирующего объектива 9, Полученный сигнал поступает в блок 13 обработки информации, сигнал на выходе которого пропорционален отклонению микропрофиля исследуемой поверхности 17 относительно номинального уровня, Органиэация оптического тракта устройства позволяет отказаться от второго излучающего лазера, а, следовательно, и от компенсационного канала, а использование в качестве фотоприемников инжекционных лвзеровприемников 11 и 12, работающих в режимах фотодиодов, позволяет отказаться от использования диафрагмы, функцию которой выполняет в устройстве активная область лазеров-приемников 11 и 12, что, учитывая дентичность апертур излучающего 4 и примных 11 и 12 лазеров, обеспечивает повышение точности, 1 ил,Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в различных отраслях техники, преимущественно в машиностроении,Целью изобретения является повышение точности, надежности и упрощение конструкции за счет исключения погрешностей, связанных с необходимостью использования для анализа отраженного излучения диафрагмы, исключения второго излучающего лазера и компенсационного канала, уменьшения количества используемых обьективов.На чертеже иредставлена блок-схема устройства.Устройство содержит источник 1 переменных сигналовсостоящий из последовательно соединенных генератора 2 прямоугольных импульсов напряжения и формирователя 3 импульсов тока, излучающий лазер 4, вход которого соединен с выходом формирователя 3 импульсов тока, установленные по ходу падающего излучения коллимирующую линзу 5, первый свето- делитель б и фокусирующую линзу 7, фотоприемный блок 8, состоящий из установленных по ходу отраженного излучения анализирующего обьектива 9, второго светоделителя 10 и двух лазеров-приемников 11 и 12, равноудаленных в разные стороны от фокальной плоскости анализирующео объектива 9 и расположенных так, что их оптические оси взаимно перпендикулярны, и блок 13 обработки информации, состоящий из вычитающего и суммирующего элементов 14 и 15, первые и вторые входы которых соединены, соответственно, с электрическими выходами лазеров-приемников 11 и 12, и элемента 16 деления, два входа которого соединен, соответственно, с выходами вычитающего и суммирующего элементов 14 и 15, а выход является выходом устройства,Устройство работает следующим образом.Генератор 2 прямоугольных импульсов напряжения и формирователь 3 импульсов тока осуществляют питание излучающего лазера 4, излучение которого коллимируется коллимирующей линзой 5 и фокусируется фокусирующей линзой 7 на исследуемой поверхности 17. Отраженное от исследуемой поверхности 17 излучение с помощью первого светоделителя 6 попадает в фотоприемный блок 8, при этом анализирующий объектив 9 фокусирует отраженное излучение в область зрачков анализаторов, функцию которых выполняют активные области лазеров-приемников 11 и 12, Второй свето- делитель 10 служит для разделения отра 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 женного излучения на два потока для дальнейшего анализа его лазерами-приемниками 11 и 12. Т,к.последние расположены на равном удалении, но в разные стороны от фокальной плоскости анализирующего обьектива 9, то, если нет отклонения исследуемой поверхности 17 от номинального уровня, то на лазеры-приемники 11 и 12 попадает равное количество отраженного излучения, и, следовательно, амплитуды электрических импульсов на их выходах равны. В случае отклонения исследуемой поверхности от "нуля", амплитуды выходных сигналов лазеров-приемников 11 и 12 имеют разные значения, Сформированные таким образом информационные сигналы с электоических выходов лазеров-приемников 11 и 12 поступают на входы блока 13 обработки информации, алгоритм работы которого очевиден из блок-схемы, представленной на чертеже, В результате обработки на выходе устройства появляетсч сигнал, пропорциональный отклонению микропрофиля исследуемой поверхности 17 относительно номинального уровня. Такая схема обработки сигнала позволяет компенсировать изменение уровня мощности излучающего лазера 4 и изменецие отражающих свойств исследуемой поверхности 17.Таким образом, данное техническое решение позволяет использовать в качестве излучателя только один инжекционный лазер, что в свою очередь, позволяет исключить необходимость в компенсационном канале. Кроме того., отпадает необходимость в диафрагме, т.е, функцию последней выполняет активная область лазеров-приемников, поскольку апертура излучающего лазера и лазера-приемника идентична.Формула изобретения Устоойство измерения геометрических параметров поверхностей, содержащее последовательно соединенные источник переменных сигналов и излучающий лазер, установленные по ходу падающего излучения коллимирующуа линзу, светоделитель и фокусирующую линзу, фотоприемник блок и блок Обработки информации, О т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, надежности и упрощения конструкции за счет исключеньи погрешностей, связанных с необходимостью использования для анализа отраженного излучения диафрагмы, исключения второго излучающего лазера и компенсационного канала, уменьшения количества используемых объективов, фотоприемный блок выполнен в виде установленных по коду отраженного излучения анализирующего Объектива, второго светоделителя и двух лазеров-приемников,1768972 10 20 30 35 40 50 Составитель О, СмирновРедактор О. федотов Техред М.Моргентал Корректор Н, Кешеля Заказ 3638 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 равноудаленных в разные стороны от фокалькой плоскости анализирующего объектива и расположенных так, что их оптические оси взаимно перпендикулярны, а блок обработки информации выполнен в виде вычитающего и суммирующего элементов, первые и вторые входы которых соединены соответственно с электрическими выходами лазеров-приемников фотоприемного блока, и элемента деления, два входа которого соединены, соответственно с вы ходами вычитающего и суммирующего элементов, а выход является выходом устройства