Оптико-электронный профилометр

)5 6 01 В 21/3 ЕНИЯ ТЕЛЬСТ ОМУ С К АВТ ОТНОСИТСЯ К КОехнике. Цель изоности, Наличиеавления движеника 13 дифферен4 и блока 15 умьшению статичесил страции инфор.А.Хвалов во ССС О, 1989 СОВХОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБР(71) Институт проблем регмации АН УССР(57) Изобретение измерительной т - повышение точ связи схемы упр приемника 5 бло ля, квадратора 1 приводит к умен бок измерения. 1 1768977 РОННЫИ ПРОФИЛО нтрольнобретения обратной ем фото- цироватеножения ких ошиИзобретение относится к контрольно- приемным узлом, второй фотоприемный измерительной технике и может быть ис- узел, выполненный неподвижным, выходы пользовано для контроля отража 1 ощих которого подключены к вычислительному поверхностей, в частности для контроля узлу, а вход сопряжен с оптическим выхоподложек носителей информации оптиче дом интерферометра и блок перемещения ских запоминающих устройств и является объекта контроля, кинематическис цим свяусовершенствованием известного устрой- зацный, электрический выход которого подства по а.с,М 1578471, ключен ко второму входу регулирукщегоПо основному авт.св,В 1578471 изве- узла, В нем дополнительно установлены по- стен оптико-электронный профилометр, со следовательно соединенные дифференцидеркащийоптически-связанные с обьектом альный усилитель и блок контроля источник излучения, оптическую дифференцирования, выход которого через систему, первый, второй и третий светоде- квадратор и блок умножения подключены к лители, первый, второй и третий фотопри- одному из входов сумматора, кдругомувхоемные узлы, интерферометр, содержащий 15 ду которого подключен выход усилителя неподвижный и подвикный уголковые отра- мощности.жатели, узел слежения за лучом, блок пере- На чертеже изобракена функциоцальмещения первого фотоприемного уэлл, цая схема прерлагаемого устройства, вычислительный узел, регистрирующий Оптико-электронный профилометр узел, блок перемещения объекта контроля. 20 вклочает в себя источник излучения 1 наНедостатком известного устройства пример, Не-Йе лазер), разделенный светодля целого ряда применений, в частности, делителем 2 на два канала, один из которых контроля микрогеометрии подложки опти- с помощью оптической системы 3 связан с ческих дисков, винчестерных дисков и в дру- поверхностью исследуемого объекта 4. Свегих случаях, является то, что в нем 25 тоделитель 2 сопряжен с первым фотоприреализована автоматическая система регу- емником 5 например, двухплощадным лирования по отклонению (статическая сис- фатодиодом с подсоединенными к его выхотема), т.е. ей принципиально присущ дам предусилителями, выходы которых подстатиэм, величина которого вызывает полн- ключены в разнастцому усилителю), и через ление существенной погрешности, для вы поворотные эсркала 6,7 - с плоскопаралшеуказацных применений, лельной пластиной 8. Выход первого фотоЦелью изобретения является повыше- приемника 5 связан с преобразователями ние точности измерения, Введение в канал ток-напряжение 9,10 (например, выполнен- слежения за профилем квадратора и умно- ными в виде УИН), которые поДключены ко жителя делают данный канал очень чувстви входу дифферецциальцого усилителя И,соетельны к малейшим изменениям профиля, диненнаго с усилителем мощности 12, Усипозволяет снизить динамические погреш- . литель мощности 12 соединен ности т,е, повысить точность, непосредственно и через блок дифференциПоставленная цель достигается тем, что рования 13 и через квадратор 14 с блоком в известном оптико-электронном профило умножения 15, подсоединенным к сумматометре, содержащем оптически связанные с ру 16.объектом контроля источник излучения, оп- Выход сумматора 16 подключен к притическую систему и первый фотоприемный воду схемы слежения 17 например, выполузел, а также последовательно включенный ненным в виде линейного вычислительный узел и регистрирующий 45 электродвигателя), подвижная часть которо- узел, подвижный первый фотоприемный го с размещенным на нем фотоприемником узел, а также узел слежения эа лучом, под перемещается на воздушной подушке.ключенныйк выходупервогофогоприемно- Оптическая часть ицтерферометра пого узла. кицематически с ним связанный, к строена посхеме Майкельсона, Схема вклювыходукоторогоподключен выходуэласле чает уголковые отражатели 18, 19 и дящего за лучом, светоделитель, размещен- плоскопараллельцую пластину 8,ный между источником излучения и Причем отражатель 18 жестко связан с объектом контроля, интеоФеоометр, содео- фотоприемником 5, Выход плоскопаралжащийцеподвижныйиподвижныйуголковые лельной пластины оптически сопряжен с отражатели, причем подвижный.уголковый 55 входом блока Фотоприемников 20, У выходу отражатель закреплен на первом фотопри- блока фотоприемников 20 подключен блок емном узле и оптический вход интерферо- электроники 21(например,выполненныйна метра сопряжен со вторым оптическим одцокристалльной микро-ЭВМ серии ЕМ 1 выходом светоделителя, третий оптический О/6 ВЕ 48), Блок электроники 21 состоит из выход котороо сопрякен с первым фото- АЦП 22 например, выполненном на базе1768977 Составитель В. ХваловТехред М,Моргентал Корректор Н. Кешеля Редактор О. Федотов 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 ИМС серии К 572 ПВ 2), анализатора микрогеаметрии исследуемой поверхности 23, накопителя 24, ЦАП 25 (например, выполненном на базе ИМС серии К 572 ПА 2) и, в качестве устройства документирования, 5 регистрирующее устройства 26 (например, самописец, принтер, осциллограф и т,д.)Предлагаемое устройство работает следующим образом,Излучение Нее лазера 1, разделяется 10 на два потока светоделителя 2. Один из потоков обеспечивает работу интерферометра перемещений, второй фокусируется оптической системой 3 на поверхность обаекта 4. Отраженное поверхностью излучения воз вращается по тому же пути до светоделителя 2, отразившись от которого направляется на двухплощадный фотоприемник 5. Сигналы с выхода фотоприемника 5 через преобразователи типа "так-напряжение" 9, 10 20 подаются на входы дифференциального. усилителя 11. Выходной сигнал дифференциального усилителя 11 подается на усилитель мощности 12, с выхода которого Сигнал поступает на дифференцирующий блок 13 с 25 одной стороны и на блок умножения 15 с другой, а также на сумматор 16, С выхода дифференцирующего блока 13 сигнал поступает на блок умножения 15 через квадратор 14. После умножения сигналов с блока 15 и усилителя мощности 12 сигнал подается на сумматор 16, связанный через исполнительное устройство 17 с фотоприемникам 5,Формула изобретения Оптико-электронный профилометр па авт.св. л 1578471, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен дифференциальным усилителем, входы которого подключены к выходам преобразователя ток-напряжение, усилителем мощности, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя. блоком дифференцирования, вход которого подключен к выходу усилителя мощности, квадратором, вход которого подключен к выходу блока дифференцирования, блоком умножения, первый вход которого подключен к выходу квадратора, а второй - к выходу усилителя мощности, и сумматором, к первому входу которого подключен выход блока умножения, к второму - выход усилителя мацности, в выход сумматора подключен к входу схемы спекания за едучам.