Рефлектометр для измерения параметров шероховатости сверхгладких поверхностей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВЩЕТИЛЬСТВУ Сееэ СоветскихСециалистическихреснублик в 987381(61) Дополнительное к авт. свид-ву- (22) Заявлено 2 ц 0881 (21) 33337 б 3/25-28 скрисоединеииемзаявки МРЦМК з С 01 В 11/30 ГесударстаенйыЯ ноиятет СССР не хеааи нзобретеннЯ я еткрнтнЯ(54) РЕФЛЕКТОИЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАИЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ СВЕРХГЛАДКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Изобретение относится к кзмери- тедьной технике и может быть использовано, в частности, для измерения параметров шероховатости сверхгладккх поверхностей.5Известен рефлектометр для измерения параметра шероховатости (среднего квадратического отклонения высот неровностей) сверхгладких поверхнос О тей, содержащий лазер, освещающий под углом 8 кзмеряещло поверхность, два приемника, излучения, находящиеся в плоскости падения, на одни кэ которых попадает зеркально отраженный световой поток, а на второй - 15 световой поток, отраженный под углом, ,дулкчным от зеркального, и электронно-измерительный блок Щ. Недостатками этого рефлектометра являются наличие образца сравнения и воэможность измерять только один параметр шероховатости.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является рефлектометр для измерения парамет-: 2 ,ров шероховатости сверхгладких поверхностей, содержащий источник моно хроматического излучения, оптическую скстему, направляющую параллельный пучок излучения под острым углсэ( ЗО 9 е на измеряемую поверхность, два . приемника излучения с диафрагмами, расположенные в плоскости падения излучения, первый из которых - под углом 9, зеркального отражения, а второй - под углом Рк, отличным от угла 8 зеркального отражения, и электронно-измерительный блок обработки сигналов 2.Недостатком известного рефлекто;метра является невысокая точность измерения, поскольку измерение отраженных потоков производится нес%но временно н при разных углах падения, что.служит причиной возникновения погрешности из-за нестабильности мсЩ-ности источника излучения и из"за изменения. абсолютного коэффициента отражения.Цель нзобретения - цовьвоение точности измерения параметров шероховатости сверхгладких поверхностей,Указанная цель достигается тем, что рефлектометр для измерения параметров шероховатости сверхгладких поверхностей снабжен модулятором, расположенным между источником моно,хроматического излучения и оцткческой .системой, третьим приемником из .учения с диафрагмой, установленнымв плоскости падения излучения под углом Р, отличным от углов 8 и В й нейтральными светофильтрами, расположенными перед диафрагмами.На чертеже изображена принципиальная схема рефлектометра для измерения параметров шероховатости сверхгладких поверхностей.Рефлектометр содержит источник монохроматического излучения - ла,зер 1, модулятор, состоящий из жид О "кокристаллической ячейки 2, поляризатора 3 и блока 4 питания модулятора, оптическую систему 5, направляющую параллельный пучок излучения под острым углом 9 на измеряемую поверх ность 6, приемники 7-9 излучения с диафрагмами 10-12, расположенными в плоскости падения излучения, соответственно под углом 8 зеркального отражения, под углом 8, отличным от угла В зеркального отражения, и под углом 9, отличным от углов 8 и 8, нейтральные светофильтры 13- 15, электронно-измерительный блок обработки сигналов, включающий селективный нановольтметр 16, переключатель 17, блок 18 интерфейсных плат и микропроцессор 19, зеркало 20.Рефлектометр работает следующим образом.ЗОПучок монохроматического излучения,выходящий иэ лазера 1, модулируетсямодулятором, представляющим собойжидкокристаллическую .ячейку 2 с поляризатором 3, и оптической системой 5 З 5направляется под острым углом 91 наизмеряемую поверхность, Отраженное втрех направлениях излучение, пройдя через нейтральные светофильтры 13-15,попадает на приемники 7-9 излучения 40с диафрагмами 10-12, расположеннымив плоскости падения излучения, соответственно под углом 9 зеркальногоотражения, под углом 8. отличнымот угла 61.1 зеркального отражения, и 45 йод углом Вэ, отличным от углов Ю и О, Приемники 7-9 излучения черезпереключатель 17 соединены с селективным нановольтметром 16 так, чтоизмеряются два отношения потоков, р)отраженных под углами О и д, 9 и9. Селективный.нановольтметр 16может быть соединен через блок 18интерфейсных платс микропроцессором 19,. который служит для вычисле- у ния по двум измеренным отношениям сигналов параметров шероховатости - среднего квадратического отклонения высот неровностей н интервала корреляции. Наклонное зеркало служит для направления пучка лучей от автоколли" мациойной трубки (не показана) на измеряемую поверхность. Это необходимо при измерении параметров шероховатости крупногабаритных изделий, когда рефлектометр устанавливается 63 над измеряемой поверхностью так, чтобы его ось 00 была перпендикулярна к ней.Наличие трех приемников излучения в плоскости падения позволяет одно" временно измерить отраженные в трех направлениях потоки при постоянном угле падения излучения на измеряемую поверхность и повысить точность измерения параметров шероховатости, так как исключается погрешность эа счет нестабильности мощности источника излучения, Наличие нейтральных светофильтров позволяет измерять отличающиеся в несколько раз по величине, потоки в пределах одной шкалы электронно-иэмерительного блока и исключить погрешность за счет нелинейности, что в конечном итоге также увеличивает точность измерения параметров шероховатости. Низкочастотный модулятор на базе жидкокристалличес кой ячейки малогабаритен, экономичен и позволяет повысить отношение сигнал-шум, что весьма существенно при измерении слабых потоков.Формула изобретенияРефлектометр для измерения параметров шероховатости сверхгладкихповерхностей, содержащий источникмонохроиатического излучения, оптическую систему, направляющую параллельный пучок излучения под острымуглом Ол на измеряемую поверхность,два приемника излучения с диафрагмами, расположенные в плоскости падения излучения, первый из которых -под углом 9 зеркального отражения,а второй - под углом В,.отличнымот угла Д зеркального отражения, иэлектронно-измерительный блок обработки сигналов, о т л и ч а ю щ и й "с я тем, что, с целью повышенияточности измерения, он снабжен модулятором, расположенным между источником монохроматического излученияи оптической системой, третьим приемником излучения с диафрагмой, установленным в плоскости падения излучения под углом 9, отличным от углов Ол и 9, и нейтральными светоФильтрами, расположенными перед ди.афрагмами,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Н 11 деЬгапд В.Р., Согдоп В,1А 11 еп Е.Ч. п 1 пагцаеп аког веазцг 1 пдйЬе гоц 9 Ьпеаа оГ ацрегьщооСЬ ьцг 1 а"сеа" - Арр 1 уед Орй 1 с, ч, 13, Р 1,1974, р, 177-180.2, Авторское свидетельство СССРР 815492, кл. С 01 В 11/30, 1979 (прототип),.Ре Заказ 10277/25 Фираи 660 ВНИИПИ Государствейного коуетета СССР по делам нэобретеннй н открытий 13035, Москва, Ж, Раущская наб д.