Устройство для измерения малых размеров

О и И СА"КВИЗОБРЕТЕН И Союз Советских Социалистических Республик(6 олнительное к авт. свид)М. Кл. Заявлено 10,0 1.78 21) 83 о рисоединением заявк 1 В 11/08 рственный комнтеСССРлам изобретенийн открытий(23) Приорите Опубликовано 3004 0 Бюллетень р мсания 30048 3) УД 31.715 088,8) та опуб ковани 2) Авторыизобретени М, Бычков, В.И, Волков и Н.Г. Соловь 1) Заявит УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ РАЗМЕР ем 5 2 5 лена аемо азер 1,с деляшу Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля диаметров проводов, волокон.Известно устройство для измерения линейных размеров, состоящее из источника излучения, устройства для установки измеряемых объектов на определенном расстоянии от экрана, каретки с фотоприемником, позволяющим измерить расстояние между двумя первыми т 1 п, расположенными симметрично относительно центра дифракционной картины 1.Недостатком устройства является 1 то, что измерение расстояния осуществляется фотоприемником, перемещающимся с помоцью микрометрическопо винта, что не обеспечивает достаточной точности.Наиболее близким к предлагаемому"по технической сущности является устройство для измерения малых размеров, например диаметров тонких проводов, содержашее источник моно- хроматического излучения, например лазер, последовательно расположенные по ходу световых лучей телескопическую систему, оптический фильтр, фокусирующую оптическую систему, 3 пространственный. фильтр, фотоприик и считывающий электронныйблок 2 .Недостаток данного устройствасостоит в том, что применение пространственного фильтра, выполненного в виде вращающегося шелевогодиска и целевой диафрагмы, для измерения расстояния не обеспечиваетвысокой точности измерения.Бель изобретения - повышениеточности измерения.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство снабжено светоделительной пластиной, установленной перед телескопической системой,диафрагмой, располагаемой за нейперед объектом, интерферометромМайкельсона, подвижное зеркало которого жестко связано с пространственным фильтром, вторым фотоприемником, установленным на выходе интерферометра .и связанным выходомсо вторым входом считывающегоэлектронного блока,На чертеже представ принципиальная схема предлаг го устройства.Устройство содержит л ветоделительную пластину 2 юсветовой пучок лазера на два луча,телескопическую систему 3, расши-ряющую световой пучок лазера 1, диафрагму 4, которая устраняет влияние спектра оправы линзы телескопической системы 3 на спектр .контролируемого объекта 5, оптическийфильтр 6, в фокальной плоскости которого образуется частотный спектрконтролируемого объекта, Фокусирующую линзу 7, проектирующую иэображение спектра на пространственныйфильтр 8, за которым расположенфотоприемник 9, пространственныйфильтр 8 жестко связан с подвижнымзеркалом 10 интерферометра Майкельсона, состоящего из светоделителя11 и неподвижного зеркала 12, зер"кало 13. Интерференционная картинарегистрируется фотоприемником 14,выход которого связан со входом ум"ножителя 15 частоты, а выход умножителя, так же, как и выход фотоприемника 9, соединен со входомэлектронного блока 16 обработкиэлектрических сигналов и индикации .Устройство работает следующимобразом.Луч лазера 1 попадает на светоделитель 2,. разделяющий луч на двапучка, один из которых, проходя оптическую систему 3, расширяется,освещая диафрагму 4. Пучок света,прошедший через диафрагму 4, освещает контролируемый объект 5 . Свет,дифрагированный на диафрагме 4 иконтролируемом объекте 5, собирается линзой 6 в фокальной плоскости,образует частотный спектр объектаи диафрагмы. Линза 7 переносит изображение частотного .спектра объекта.сувеличением или уменьшением (взависимости от размера контролируемого объекта) в плоскость пространственного Фильтра 8, Колебания про"странственного фильтра 8 приводятк дифракции светового поля частотного спектра объекта Дифрагированный на пространственном фильтре 8свет попадает на фотоприемник 9 .Электрический сигнал с выхода фото"приемника 9 поступает на блок 16обработки и индикации,Вместе с пространственным фильт"ром 8, перемещается подвижное зеркало 10 интерферометра, образованного светоделителем 11 и неподвижнымзеркалом 12, Свет и интерферометр поступает со светоделителя 2 и зеркала 13, Интерференционная картина регистрируется фотоприемником 14, Частота электрического сигнала на его выходе определяется скоростью движения зеркала 10, а следовательно, скоростью перемещения жестко связанного с ним пространственного фильтра 8. Частота этого сигнала умножается в п, раз умножителем 15, после чего сигнал поступает на блок 16 обработки и индикации, где обрабатывается совместно с сиг" налом фотоприемника 9. На выходе получают величину линейного размера в миллиметрах.Предлагаемое устройство позволяет увеличить точность измерения, раааирить пределы измерения, создасет возможность измерять не только диаметры деталей, но и шаг метрических реэьб.Формула изобретения25 Устройство для измерения малыхразмеров, содержащее источник монохроматического излучения, последовательно расположенные по ходу световых лучей телескопическую систему,оптический фильтр,фокусирующуюоптическую систему, пространственный Фильтр, фотоприемник и считывающий электронный блок, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерения, оноснабжено светоделительной пластиной, установленной перед телескопической системой, диафрагмой, располагаемой за ней перед объектом,интерферометром Майкельсона, подвиж 40 ное зеркало которого жестко связано с пространственным Фильтром,вторым фотоприемником, установленнымна выходе интерферометра и связанным выходом со вторым входом считывающего электронного блока,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Лизунов В,Д, Дифракционный метод измерения малых размеров с помощью лазера, Труды метрологическихинститутОв СССР ВНИИ, Вып, 148,1974, с. 78-79,2, Патент США Р 3851180,кл. 250-550, 26. 11. 72 (прототип) .7 31278 Составител Михеева Техред Ж.КН. Захарченкотелевич . К едак тор М. Деичи Тираж 801осударственного комитета елам изобретений и открыт Иосква, Е"35, Раушская н ка Фи ПП Патентфф, г. Ужг Проектная, 4 93/20 ЦНИИПИ по д 113035, Подпи си оеССР д. 4/5