Устройство для измерения линейных микроперемещений поверхностей

Номер патента: 767512

Авторы: Галицына, Дубовой, Хаймзон

ZIP архив

Текст

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) ЗаЯвлено 120778 (21) 2648352/18-28 767512 Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. с присоединением заявки йо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ МИКРОПЕРЕМЕЩЕНИЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ Это устройство также не обеспечивает точности, быстродействия инадежности измерений из-эи наличия 5в устройстве перемещающихся узлов.Цель изобретения - повышениеточности, быстродействия и надежности измерений.Для этого в устройстве блок фор мирования сигнала обратной связивыполнен в виде линии задержки,соединенной входом с выходом фотомикроскопа, компаратора, соединенногопрямымвходом с выходом фотомикрос копа, а инверсным входом с выходомлинии задержки, счетного тригге-ра, соединенного входом с выходомкомпаратора, узла вычитания, соединенного входами с выходами счетно го триггера, и интегратора, сое"диненного входом с выходом узла.вычитания,а выходом - с входом регистратора,а фокусирующая линза выполнена в виде цилиндрического электросптического кристалла,размещенного взаземленном цилиндрическом электроде, внутри которого коаксиально расположен управляющий электрод, соединенный с выходом интег- ЗО ратора. Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения линейных микроперемещений поверхностей.Известно устройство для измерения амплитуды вибраций, содержащее монохроматический источник света, интерферометр с экраном и окуляром и механический прибор с задающим генератором 1).. Недостатком устройства являются низкая точность и малое быстродействие, обусловленное наличием в устройстве перемещающихся узлов.Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения линейных микроперемещений поверхностей, содержащее источник моно- хроматического света, фокусирующую линзу, соосную источнику моно- хроматического света, фотомикрос" коп, расположенный под заданным углом к оптической оси источникамонохроматического света, регистратор и блок формирования сигнала обратной связи, соединенный входом с выходом фотомикроскопа, а выходами - с фокусирующей линзой и регистратором (2).На чертеже изображена схема предложенного устройства,Устройство содержит источник 1 монохроматического света, фокусирующую линзу 2, соосную источнику 1, фотомикроскоп 3, расположенный под заданным углом к оптической оси источника 1 монохроматичес; кого света, регистратор 4 и блок 5 формирования сигнала обратной связи, соединенный входом с выходом фотомикроскопа 3, а выходами - с фокусирующей линзой 2 и регистратором 4.Блок 5 выполнен в виде линии б задержки, соединенной входом с выходом фотомикроскопа 3, компаратора 7; соединенного прямым входом с выходом фотомикроскопа 3, а инверсным входом - с выходом линии б задержки, счетного триггера 8, сое диненного входом с выходом компаратора 7, узла 9 вычитания, соединенного входами с выходами счетного триггера 8, и интегратора 10, соединенного входом с выходом узла 9вычитания, а выходом - со входом регистратора 4.Фокусирующая линза 2 выполнена в виде цилиндрического электрооптического кристалла 11, размещенного в заземленном цилиндрическом электроде 12, внутри которого коаксиально расположен управляющий электрод 13, соединенный с выходом ин- тегратора 10.устройство работает следующим образом.В процессе измерения световой пучок от источника 1 монохроматического света с помощью фокусирующей линзы 2 фокусируется на контролируемую поверхность 14. При этом яркость точки падения светового пучка на контролируемую пОверхностьмаксимальна, При перемещении контролируемой поверхности 14 из на"чального положения яркость точкипадения лучей уменьшается, что приводит к уменьшению сигнала на выходе фотомикроскопа 3. В результате вычитания предыдущего значения сигнала фотбмикроскопа 3 из текущего значения на выходе компаратора 7 формируетсяотрицательный импульс, изменяющийсостояние триггера 8. Пуи этом полярность выходного напряжения узла 9 вычитания изменяется на противоположную, что приводот к уменьшению выходного напряжение интегратора 10. Уменьшениевыходного найряжения интегратора 10 приводит куменьшению электрического поля между электродами 13 и 12, приложен-" "ного к электрооптическому кристаллу 11, аследовательно, к уменьшению его показателя преломления,что приводит к увеличению фокус"ного расстояния.Если контролируемая поверхностьудалилась от фокусирующей линзы2, то увеличение фокусного расстояния приведет к росту яркости точкипадения света. На выходе компаратора 7 формируется положйтельныйимпульс, не влияющий на состояниетриггера 8; и выходное напряжениеинтегратора 10 будет уменьшаться0 до тех пор, пока фокусное расстояние не привысит расстояние от контролируемой поверхности 14 до фокусирующей линзы 2. При этом навыходе компрататора 7 вновь сфор 15 мируется импульс отрицательнойполярности, Состояние триггера 8изменится, выходное напряжение интегратора 10 начнет увеличиваться, фокусное расстояние - уменьщ шается, и т.д. Таким образом фокусфокусирующей линзы 2 будет колебаться.около некоторого положения,совпадающего с положением контролируемой поверхности 14, Амплитудаколебаний тем меньше, чем большекоэффициент передачи компрататора7 и узла 9 вычитания, и может бытьпренебрежимо малой,По выходному напряжению интегратора 10, пропорциональному фокусЗ 0 ному расстоянию фокусирующей линзы2, можно судить о положении контролируемой поверхности 14, а следовательно и о ее перемещении.Преимуществами устройства явля 35 ются высокое быстродействие и надежность, обусловленные отсутствиеммеханически перемещающихся узлов,а также высокая точность измерения,обусловленная компенсационной структурой измерительного устройства ивысокой чувствительностью компаратора. Формула изобретения45Устройство для измерения линейньпмикроперемещений поверхностей, содержащее источник монохроматического света, фокусирующую линзу,соосную источнику монохроматического света, фотомикроскоп, расположенный под заданным углом коптической оси источника монохроматического света, регистратор иблок формирования сигнала обратнойсвяз,и, соединенный входом с выходомфотомикроскопа, а выходами - с фокусирующей линзойи регистратором,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности, быст родействия и надежности измерений,блок формирования сигнала обратной связи выполнен в виде линии задержки, соединенной входом с выходом фотомикроскопа, компаратора, у соединенного прямым входом с вы/34ВНИИПи каз 71 омит и от ушска Патент,П Фил ходом фотомикроскопа, а инверснымвходом - с выходом линии задержки,счетного триггера, соединенноговходом с выходом компратора, узлавычитания, соединенного входами свыходами счетного триггера, и интегратора,соединенного входом с вы-,ходом узла вычитания,а выходом - свходом регистратора,а Фокусирующаялинза выполнена в виде цилиндри"ческого электрооптического кристалла, размещенного в заземленном цилиндрическом электроде, внутрикоторого коаксиально расположенуправляющий электрод, соединенныйс выходом интегратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 428199, кл. С 01 В 9/00, 1972.2, Воронцов Л.Н. Фотоэлектрические системы контроля линейных величин. М., Машиностроениеф, 1965,о с, 194-196 (прототип),.Ужгород, ул. Проектная, 4

Смотреть

Заявка

2648352, 12.07.1978

ВИННИЦКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ХАЙМЗОН ИЗЯ ЯКОВЛЕВИЧ, ДУБОВОЙ ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ, ГАЛИЦЫНА ЕЛЕНА ИВАНОВНА

МПК / Метки

МПК: G01B 21/02

Метки: линейных, микроперемещений, поверхностей

Опубликовано: 30.09.1980

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-767512-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-linejjnykh-mikroperemeshhenijj-poverkhnostejj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения линейных микроперемещений поверхностей</a>

Похожие патенты