Устройство для измерения расстояний между отражающими поверхностями

(34 С 01 В 21/08С О 1 В 21/16 ЪА описдник изов етв ия ,-. Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВО ГОСУААРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИКРКНИЯ РАССТОЯНИЙ ИКЖДУ ОТРАЖАЮЩИМИ ПОВКРХНОСТЯИИ, содержащее оптически связанные источник света, диафрагму, оптический блок построения изображения диафрагмы в плоскости анализа, анализатор изображения, установленный в плоскости анализа, Фотоприемник, привод, кинематически связанный с оптическим блоком построения изображения диафрагмы в плоскости анализа, датчик перемещений, кинема. тически связанный с приводом, коммутатор, первый информационный вход которого подключен к датчику перемещений, счетчик, вход которого подключен к выходу коммутатора, индикатор, подключенный к счетчику,о т л и ч а ю щ е е с,я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено блоком разделения сигналов вход которого связан с фотоприемником и первым управляющим входом коммутатора, триггером, счетный вход которого подключен к выходу датчика перемещений, коммутатор снабжен, вторыми информапиокным и управляющим входами, подклю-ченными соответственно к выходу триггера и выходу блока разделения сигналов.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оптический блок построения изображения диафрагмы в плоскости анализа выполнен в виде первого полупрозрачного элемента, коллимирующего и первого фокусирующего объективов, второго полупрозрачного элемента, установленного между коллимирующим и фокусирующим объективами, системы зеркал и второго фокусирующего объектива, оптическая ось которого совпадает с оптическими осями коллимирующего и первого Фокусирующего объективов, а фокальные плоскости первого и второго фокусирующего объективов не совпадают одна с другой.50 Изобретение относится к измери-тельной технике и может быть использовано для измерения расстояний между отражающими поверхностямипрозрачных н непрозрачных объектов, 5например, в сборочном производствепри контроле толщины линз.Целью изобретения является повышение точности измерений.На фиг.1 представлена .функциональная схема устройства; на фиг.2относительные положения фокальныхплоскостей объектовУстройство содержит оптическисвязанные источник 1 света, диафраг.му 2, оптический блок 3 построенияиэображения диафрагмы, состоящийиз полупрозрачного элемента 4, коллимирующего и фокусирующего объекти20вов 5 и 6, образующих первую ветвь,полупрозрачного элемента 7, зеркал 8-10, фокусирующего объектива11, образующих вторую ветвь, анализатор 12 изображения, выполненныйв виде щелевой диафрагмы, фотоприемник 13, привод 14, выход которогокинематически связан с фокусирующими объективами 6 и 11, датчик 15перемещений, кинематически связанный с гриводом 14, триггер 16,счетный вход которого подключен квыходу датчика 15 перемещений, усилитель 17, вход которого подключенк фотоприемнику 13, формирователь18, вход которого подключен к выходу усилителя 17, блок 19 разделениясигналов, состоящий из триггера 20,счетный вход которого подключен квыходу формирователя 8, инвертора21, вход которого подключен к выходу 40формирователя 18, триггера 22,счетный вход которого подключен к выходу инвертора 21, логического элемента И 23, входы которого подключе.ны к выходу триггеров 20 и 22, коммутатора 24, состоящего из логического элемента И 25, входы которогоподключены к выходам логическогоэлемента И 23 и к выходу датчика 15перемещений, логического элемента И 26, входы которого подключенык выходу формирователя 18 и триггера 16, логического элемента ИЛИ 27,входы которого подключены к выходам логических элементов И 25 и 26, 55счетчик 28, счетный вход которогоподключен к выходу логического элемента ИЛИ 27, инцикатор 29, вход которого подключен к выходу счетчика 28, узел 30 задержки, выход которого соединен с установочным входомсчетчика 28, входы узла 30 задержки,считывающего входа индикатора 29,установки нуля триггеров 16, 20 и22 подключены к дополнительномувыходу датчика,15 перемещений. Кроме того, измеряется расстояние между отражающими поверхностями объекта 31, например линзы,Устройство работает следующимобразом,Источник 1 света освещает щелевуюдиафрагму 2, автоколлимационноеиэображение которой от первой поверхности строится с помощью полупрозрачного элемента 3, коллимирующегои фокусирующего объективов 5 и 6 вплоскости анализа, в которой -установлена щелевая диафрагма 2,Автоколлимационное изображениещелевой диафрагмы 2 также строитсяв плоскости анализа с помощью полупрозрачного элемента 7, зеркал 8-10и фокусирующего объективаФокусирующие объективы 6 и 11 установлены таким образом, что расстояние между их фокальными плоскостями больше максимального расстояния между отражающими поверхностями линзы 31.При перемещении приводом 14 фокусирующих объективов 6 и 11, установленных на одной оптической оси,вдоль их оптической оси, происходит последовательное фокусированиеавтоколлимационных изображений щелевой диафрагмы 2 на первую и вторуюповерхности линзы 31, что приводитк увеличению сигнала, снимаемогос фотоприемника 13.Сигнал, снимаемый с фотоприемника 13, усиливается усилителем. 17 и поступает на формирователь 18,формирующий прямоугольные импульсы,длительность которых связана с длительностью колоколообразных сигналов, снимаемых с усилителя 17 на определенном уровне, например 0,5от максимального значения. Сигнал, снимаемый с формирователя 18, поступает на счетный вход триггера 20 и инвертор 21, с выхода которого он поступает на счетный вход триггера 22. Выходные сигналы с триггеров 20 и 22 поступают на логический элемент И 23, выходной118069 сигнал с которого поступает на .первый вход логического элемента И 25, на второй вход которого поступает последовательность импульсов с датчика 15 перемещений, кинематически связанного с приводом 14.На выходе логического элемента И 26 Формируется пачка импульсов, длительность которой равна длительности временного ин-, тервала между задним и передним фронтами импульсов, сформированными формирователем 18.На первый вход логического элемента И 26 поступают импульсы, сформированные формирователем 18, на второй вход логического элемента И 26 поступают импульсы с выхода триггера 16, на вход которого поступает последовательность импульсов с датчика 15 перемещений.Количество импульсов, сформированных на выходе логического элемента И 26, связано с длительностью 25 двух импульсов, снимаемых с выхода формирователя 18.Пачки импульсов, сформированные на выходе логических элементов И 25 и 26, суммируются логическим элементом ИЛИ 2 и поступают на счетный вход счетчика 28.Таким образом, за один цикл перемещения Фокусирующих объективов 6 и 11 в счетчике 28 накапливается ре 35 зультат, связанный с расстоянием между отражающими поверхностями, определяемый выражением Количество импульсов; Формируемыхна выходе логического элемента ИЛИ 10 2, соответствует пространственномуположению максимумов расфокусировочных кривых, формируемых от первой и второй поверхностей линзы 31. И=Кей( - ,-4-)СЧ 11 2 2где Я - количество импульсов,накопленных в счетчике 28;К - масштабный коэффициент,- частота следования имкпульсов с датчика 15 перемещений 1- длительность импульса,определяемая формой расфокусировочной кривой. отпервой поверхности,2- длительность импульса,связанная с расстоянием 4между первой и второйповерхностями,"- длительность импульса,определяемая формой расфокусировочной кривой отвторой поверхности. Изменение отражающей способности поверхностей линзы 31, приводящее к изменению мплитуды электрическо-. го сигнала, снимаемого с фотоприемника 13, не изменяет результат измерения.При выполнении счетчика 28, реверсивньи, при аттестации устройства вместо линзы 3 1 устанавливается эталон и в счетчик 28 записываются результаты измерения в обратном коде.При этом зчачение расстояний между отражающими поверхностями линзы 31 при работе устройства накапливаются в счетчике 28 относительно эталона с учетом знака.По окончании перемещения Фокусирующих объективов 6 и 11 датчик 15 перемещений Формирует импульсный сигнал, по которому результат измерения переписывается в индикатор 29, сбрасываются в исходные состояния триггеры 16, 20 и 22 и импульсный сигнал, пройдя узел 30 задержки, сбрасывает счетчик 28.Перед началом перемещений Фокусирующие объективы 6 и 11 устанавливаются таким образом, чтобыфокальная плоскость одного из них находилась между отражающими поверхностями линзы 31 (фиг,2).Использование предлагаемого устройства позволяет измерять расстояние между отражающими поверхностями объекта бесконтактным способом, не нарушая просветляющего покрытия объектов."Патент", г. Ужгор ектная,4 Тира ВНИИПИ Госуда по делам из 1.3035, Москва, 650 Подписноественного комитета СССРбретений и открытий