Устройство для аттестации штриховых мер

(53) УДК 531.715. .27 (088.8) по делам изобретений и открытий(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ АТТЕСТАЦИИ ШТРИХОВЫХ МЕР 21.о( - 2 Ьтнок - /ЬЗ пах/)1Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к устройствам для аттестации штриховых мер. Наиболее близким по своей техническойсущности к изобретению является устройство для аттестации штриховых мер методомкомпарирования, содержащее последовательно расположенные источник света (лазер),оптическую систему, образцовую диафрагму с двумя щелями, расстояние между которыми должно строго соответствовать масштабу аттестуемой меры и шагу подачи стола компаратора, фотоэлектрический узел ввиде двух фотоприемников и блок обработки сигнала с него 11.Недостатками известного устройства являются низкие точность, производительность и надежность контроля.Цель изобретения - повышение точности, производительности и надежности контроля,Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве расстояние 1.о между серединами обеих щелей образцовой диафрагмы выбирается из условия где 1 - эталон длины - единица масштаба аттестуемой меры; максимальное возможное зна пах- чение ширины штриха;-ф"о" - максимально возможное минусовое отклонение единицы интервала аттестуемой меры от эталонной,1 - коэффициент увеличения еди- О ницы масштаба аттестуемоймеры;ширина щелей В = Ь Г, а в качестве фотоэлектрического узла используется динамический фотоэлектрический микроскоп.На чертеже изображена принципиальнаясхема устройства для аттестации штриховых мер.Устройство содержит последовательнорасположенные источник 1 света, оптическую систему, включающую оптический элемент 2 и объектив 3, образцовую диафрагму 4 с двумя щелями, фотоэлектрический узел в виде динамического фотоэлектрического микроскопа 5, рабочая зона фотокатода 6 которого перекрывает плоскости щелейобразцовой диафрагмы 4, и блок обработки сигнала с фотоприемного узла в виде схемы 7 управления, вход которои связан с выходом динамического фотоэлектрического микроскопа 5, схемы 8 кварцевого генератора, соединенного со схемой 7 управления, схемы 9 коррекции и вычислительного узла 10, соединенного со схемой 8 кварцевого генератора и схемой 9 коррекции.Индексом 11 обозначена аттестуемая мера со штрихами 12. Расстояние между серединами щелей диафрагмы выбирается из условия1.о ( (1.э - 2 Ьзщ - /ЬЗ - гпах/) Г,а ширина щелей В = ЬГ,Устройство работает следующим образом.Источник 1 света через оптические элементы 2 освещает штрихи 12 аттестуемой меры 11, световые изображения которых переносятся объективом 3 в плоскости щелей образцовой диафрагмы 4, за которой расположен фотокатод 6 динамического фотоэлектрического микроскопа 5. Расстояние между серединами двух щелей образцовой диафрагмы 4 выбирается из условия 1.о 4 (1.э - 2 Ьмах - /ЬЗ гпах/) Г, исключающего возможность одновременного появления оптических изображений штрихов в обеих щелях образцовой диафрагмы 4, что дает возможность использовать один канал фотоэлектронной обработки, применение в котором динамического фотоэлектрического микроскопа 5 позволяет производить аттестацию при непрерывном со стабилизированной скоростью Ч перемещении аттестуемой штриховой меры 11. Динамический фотоэлектрический микроскоп 5 выделяет середины оптических изображений штрихов 12 в плоскостях щелей образцовой диафрагмы 4 и в виде дельта-импульсов подает их на схему 7 управления, которая выделяет те дельта-импульсы, расстояние между которыми соответствует разности длин единиц (шагов) аттестуемых интервалов в плоскостях щелей образцовой диафрагмы 41. Г(1 - порядковый номер единицы аттестуемого интервала) и расстоянию между серединами щелей образцовой диафрагмы 1. о Вычислительный узел 10 по командам со схемы 7 управления подсчитывает временной интервал между этими дельта-импульсами (для заданной стабилизированной скорости Ч перемещения штриховой меры 11) с частотой Гк кварцевого генератора; далее схема 7 управления дает команду на схему 9 коррекции, которая вводит поправку в предыдущее вычисление на разность длин единицы масштаба аттестуемой меры 1. и интервала между серединами щелей образцовой диафрагмы 4, приведенного к плоскости штрихов о. Следовательно, процесс вы н числения разности длин каждои 1-тои единицы аттестуемого интервала 11 и единицы масштаба аттестуемой меры 1.э, приведенныхк плоскости штрихов, будет выглядеть таким образом:Е,"Г-Ьог(1 э- ) = 1- - "э Ьо Г Ъ а Х Х Ъ После этого вычислительный узел алгебраически пересчитывает отклонение каждого измеренного единичного интервала от единицы масштаба аттестуемой меры на отклонение его относительно первого (нулевого) штриха. Эта окончательная операция аттестации, в результате которой определяются величина и знак отклонения на каждом 1-том аттестуемом интервале штриховой меры 11, выражается формулойн йА =,:Е 1=, Е а, ХХ Ч,Еа, Х и;,зогкггде М - номер последнего интервала штриховой меры (число аттестуемых интерваловмеры).Изобретение может быть использованодля аттестации как линейных, так и круговых штриховых мер (для этого в приведенных формулах нужно заменить единицы длины на угловые единицы, а линейную скорость - на угловую).Простота устройства, высокие точность,4 р производительность, надежность и широкийдиапазон единиц аттестуем ых интервалов(от долей микрометра до миллиметров) позволяют эффективно использовать его дляаттестации штриховых мер,Формула изобретения4Устройство для аттестации штриховыхмер методом компарирования, содержащеепоследовательно расположенные источниксвета, оптическую систему, образцовую диафрагму с двумя щелями, фотоэлектрическийф узел и блок обработки сигнала с него, отличающееся тем, что, с целью повышенияточности, производительности и надежности контроля, расстояние 1. между серединами обеих щелей образцовой диафрагмывыбирается из условия:1.0 1 э - 2 Ь, ах - / ЬЗ - гпах/) Х Г,где 1 э - эталон длины - единица масштаба аттестуемой меры; а его временный эквивалент51;= " =а Хп ХТ=аХ г1-1ч гкггде а - знак разности (Е - 1 э); п; - число импульсов, подсчитанных вычислительным углом за время 1 с частотой кварце вого генератора Гк(с периодом Ткг) на1-том единичном интервале. Таким образом, из предыдущей формулы видно, что электронным аналогом длины (11 - 1 1 является771463 5тиак - максимально возможное значение ширины штриха; Мщ-максимальное возможное минусовое отклонение единицыинтервала аттестуемой мерыот эталонной;Г - коэффициент увеличения единицы масштаба аттестуемоймеры; 6ширина щелей В = Ьщс,Г, а в качестве фотоэлектрического узла используется динамический фотоэлектрический микроскоп. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе