Способ измерения размеров изделий

гСоОЭ СОВЕТОМ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) (11)9 А 3159 6 О В 1/.О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ленинградский институт точноймеханики и оптики.(54)(57) СПОСОБ ИЗИЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВИЗДЕЛИЙ, например диаметра проводаили волокна, заключающийся в том,что направляют лазерное излучение наизделие, получают дифракцию лазерного излучения на измеряемом изделии,регистрируют воэникаемую при этомдифракционную картину, о т л и ч а юФ щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, а также обеспечения измерения размеров изде,лия в процессе его изготовления, расширяют лазерное излучение до его .падения на изделие, производят сканирование дифракционной картины, получают электрические сигналы, соответствующие распределению интенсивности излучения в дифракционнои картине, и автоматически измеряют интервал времени между электрическими сигналами, прямо пропорциональный расстоянию между двумя соседними минимумами дифракционной картины, и судят по нему об измеряемом размере изделия,Изобретение относится к области ,контрольно-измерительной техники и может быть использовано, в частности,. для автоматического измерения и контроля диаметров проводов и волокон в процессе их изготовления.Известен способ измерения размеров изделий, например диаметра прово" да или волокна, заключающийся Ъ том, что направляют лазерное излучение на иэделие, получают дифракцию лазерного излучения на измеряемом изделии, регистрируют возникаемую при этом дифраюционную картину, по .которой и судят об измеряемом разме- ре изделия.Однако такой способ измерения и контроля является все же недостаточно совершенным, сложным и дорогим, Он не полностью использует возможную20 при дибракционном методе точность измерения, что объясняется несовершенством способа регистрации дифракционной картины.Предлагаемый способ отличается25 от известного тем, что с целью повышения точности измерения, а также обеспечения измерения размеров изделия в процессе его изготовления рас" ширяют лаэерное излучение до его падения на изделие, производят ска-нирование диракционной картины, получают электрические сигналы, соответствующие распределению интенсивности излучения в дифракционной картине, автоматически измеряют интер вал времени между электрическими сигналами, прямо пропорциональный рас-стоянию между двумя соседними.мини-; мумами дифракционной картины, и судят по нему об измеряемом размере 0 иэделия.На Фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на Фиг. 2 - временные диаграммы.45Устройство содержит оптический квантовый генератор (лазер) 1, линзы 2 и 3 телескопической системыРрасширяющей луч, фокусирующую линзу 4, вращающийся отражатель 5, вход ную щель б Фотоэлектронного устройства, фотоэлектронное устройство 7, осциллограф 8, усилитель 9, дифФеренцирующие цепочки 10 и 11, электронное устройство 12, измеряющее 55 интервал между двумя импульсами, цифровое или исполнительное устройство 13. Способ измерения и контроля размеров изделий заключается в следующем.Излучение газового оптического квантового генератора (лазера) 1.пропускают через телескопическую систему для увеличения размеров поперечного сечения луча и через измеряемый (или контролируемый) провод (или волокно) 14. Излучение проходит через линзу 4, в Локальной плоскости которой получается ди 4 ракционная картина. Между фокальной.плоскостью линзы 4 и самой линзой помещают вращающийся отражатель (например, зеркало) 5. В этом случае положение диФракционной, картины будет зависеть от положения вращающегося отражателя. Если в Фокальной плоскости оБ поместить фотоэлектронное устройство (например, ФЭУ или фотоэлемент) с узкой входной щелью, то при вращении отражателя ди 4 ракционная картина будет сканироваться по щели б Фотоэлектронного устройства 7, на его. выходе будет получен электрический сигнал, описывающий распределение интенсивности в дифракционной картине, которое, в свою очередь, связано с диаметром контролируемого провода или волокна.Так как отражатель 5 вращается с постоянной и известной скоростьюР то расстояние между двумя соседними минимумами диФракционной картины прямо пропорционально диаметру провода (вблизи центрального максимума). Сигнал с Фотоэлектронного устройства 7 можно подавать непосредственно на электронное регистрирующее устройство (например, осциллограф 8) для ,визуального .определения диаметра или на электронное устройствоР определяющее ширину одного из дифрак" ционных максимумов по минимальному (или нулевому) уровню.Задача сводится к автомутическому электронному измерению .расстояния между двумя соседними минимумами диФракционной картины и может быть осуществлена следующим образом,Электрический сигнал с фотоэлект.ронного устройства 7, повторяющий дифракционное распределение, усиливает- ся усилителем 9 и проходит через две дифференцирующие цепочки 1 О и 11, т.е. дважды диеренцируется (см. Фиг. 2), На выходе второй диФФеренцирующей цепочки будут при этом полу,чены однополярные импульсыР соот29 пределения. Н Заказ 819 Тираж 602 П о Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 3 3724 ветствующие минимумам диракционного распределения (точкам х 1 и х). Ограничивая исследуемую часть дифрак-, ционной картины, например несколько большую, чем первый боковой максимум (от х до х 3)у мо 7(но получить 2 импульса, соответствующие соседним минимумам первого бокового максимума. Сигнал с цепочки 11, представляющий собой 2 однополярных импульса, расстояние между которыми прямо пропорционально измеряемому диаметру д, поступает на электронное уст" ройство 12, определяющее. интервалй между двумя импульсами (аналогичные тем, которые используются в локации и дальнометрии).Вывод информации возможен одновременно как на циФровое, так и на испольнительное устройство 13, изменяющее диаметр провода. Так как в предлагаемом способе регистрация осуществляется по ширине одного из диФракционных максимумов по минимальному уровню, результат измерения не зависит от изменения интенсивности лазера, пространственного перемещения провода или волокна в пределах пучка (а он достаточно широк,так как применена телескопическаясистема), а также распределения интенсивности лазерного излучения в поперечном сечении лазерного луча, Приэтом исключается необходимость точной ориентации Фотоэлектронного датчика относительно дифракционного расПредлагаемый способ обеспечиваетвысокую точность, сравнительно прост,дешев и надежен и может быть с успехом применен во. всех устройствахконтроля и измерения тонких длинномерных изделий непосредственно впроцессе их изготовления как с визуальным, так и автоматическим контролем и выводом результатов измерения,