Способ измерения плоских углов объекта

(71) Институт физики АН УССР и Одесский электротехнический институт связи(56) Авторское свидетельство СССР В 1431461, кл. С 01 В 11/26, 1986. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОСКИХ УГЛОВ ОБЬЕКТА(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения плоских углов оптических деталей с плоскими отражающими поверхностями Целью изобретения является повышение точности и экспрессности измерений. В качестве датчика угла применяют перестраиваемый лазер с дисперсионным резонатором, перестраиваемый отражатель которого выполнен в виде многогранной призмы. На призму уста.Г,Левченко ного Изобретение о-измерительной носится к контроль технике и может бь ия плоскихс плоскими ми.ляется повы- дительности измерен деталей польэован углов оптических гранная стве да страива поверхносбретения отражающими Целью иэ шение точноои ти и резо ется Акти измерений.На фиг. схема устро лагаеиый сп дена структурная реализующего пред на фиг.2 - относиприв тва об; лож ние объекта, многольное рас ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ,ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ П(НТ СССР 801500822 2навливают измеряемый объект Пучок излучения лазера расширяют до размеров, обеспечивающих отражение от двух соседних граней и грани объекта. Вращают многогранную призму с объектом. Измеряют длины волн двухчастотной генерации лазера, одновременно возникающие при отражении излучения от первой грани объекта и первой грани многогранной призмы, затем при отражении от пар соседних 1 граней многогранной призмы, нормали к которым расположены внутри измеряемого угла, и при отражении от и-й грани многогранной призмы и второй грани объекта, 11 о измеренным значениям длин волн и известной угловой дисперсии резонатора определяют углы между нормаляии к отражающим поверхностям, вызывающим двухчастотную генерацию излучения лазера, а угол между нормалями к первой и второй граням объекта определяют как сумму полученных углов. Аналогично определяют остальные углы объекта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. гранкой призмы и сечение расширен лазерного пучка (заштриховано).Устройство содержит поворотный стол 1, на котором расположены многоприэма 2 и объект 3. В качетчика угла использован переемый лазер с дисперсионнымнаторои, в котором призма 2 являперестраиваемым отражателем.вное вещество 4, элемент 5, обла" дающий угловой дисперсией, расширитель 6 пучка и выходной отражатель 70(Я) Л. 3 150082закреплены неподвижно, Выходной пучок,8 лазера осуществляет оптическую связьс многоканальным измерителем 9 длиныволны лазерного излучения. 5В качестве элемента 5 может бытьиспользована дисперсионная призма илидифракционная решетка (на фиг. пока"эана решетка, работающая на пропускание). Расширителем 6 лазерного пучка 10может служить линзовый или приэменныйдвухкоординатный телескоп. Увеличение телескопа выбирают таким, чтобылазерный пучок, попадающий на многогранную призму 2 и объект 3, мог 15испытывать одновременное отражениеот соседних граней многогранной приз"мы и грани объекта.Способ измерения. плоских угловобъекта реализуется следующим образом.Устанавливают измеряемый объект 3вместе с многогранной призмой 2 наповоротном столе. Расширяют лазерныйпучок до размеров, обеспечивающихотражение от двух соседних гранеймногогранной призмы 2 и грани объекта3 (см. Фиг.2). 11 риводят поворотныйстол 1, во вращение и включают лазер.Измеряют длины волн Л) . иэлуче(ния, обусловленного отражением лазерного пучка от первой грани объекта 3,Фиксируя тем самым угловое положениенормали к этой грани в процессе вращения объекта 3, и одновременно воэ-. 35никающие в спектре лазера длины волнЯ,", обусловленные отражением отпервой грани многогранной призмы 2(З - текущий номер измерения).Измеряют последовательно возникаюоде в спектре лазера пары длин волни Лг, двухчастотной генера(5)ции, вызванной одновременным отражением лазерного пучка от -й и .+1)-йграней призмы (2. = 1, 2 ц, где 45Ч в .число гранеймногогранной призмы2, нормали к которым расположенывнутри измеряемого угла, образованного нормалями к граням объекта). Измеряют обусловленные отражением от 1-йгграни призмы длины волн 1 , соответствующие появлению в спектре лазера тех же, что и раньше, значенийдлин волн Л), вызваннык отражениемот второй грани объекта 3,55По измеренным значениям длин волнЛ 1 и 1и известной угловой дис 1персии 1) резонатора вычисляют,каждое )-е значение угла 9 Ц между 24первой гранью многогранной призмы ,и первой гранью объекта:)1 й (1)1)(Я) И.р11 роиэводят статистическое усреднение величин Ри определяют уточненное значение угла ФиПо измеренным значениям пар длин волн Яи 1 .г) генерации, обуслов +1 ленной отражением лазерного пучка от 1-й и .+1)-й граней многогранной призмы 2, и известной зависимости В(1 ) вычисляют каждое )-е значение углов 9,. между нормалями к со- Ю ,1 седним граням многогранной призмы:эп)Производят статистическое усреднение каждого из вычисленных угловопределяют уточненные знаг),) т) ф чения Р;и находят их суммуЙ11 о измеренным значениям длин волн Л и Яи известной зависи- Ю 1);а мости 1)(9) вычисляют каждое 3-е значение угла между г 1-й гранью многогранной призмы и второй гранью объекта( 9) .Щй)61, ц) % Производят статистическое усреднение величин Ф и определяют уточг Ъг ненное значенйе угла ФауйОпределяют плоский уголмежду первой и второй гранями объекта 3 как суммуАналогично определяют остальныеуглы объекта 3. Формула изобретения о1. Способ измерения плоских углов объекта, заключающийся в том, что скрепляют объект с одним из отражате. - лей резонатора перестраиваемого лазера, вращают отражатель, фиксируют нормали к отражающим граням объекта и определяют углы между гранями объекта по изменению длины волны излуче-. ния перестраиваемого лазера, о т л ич а ю щ и й.с я тем, что, с целью повышения точности и производительности измерения, в качестве отражателя5 15008 резонатора используют многогранную прижиму, лазерный пучок расширяют в плоскости дисперсии и в перпендикулярном ей направлении до тех пор, пока пучок не отразится от двух соседних граней призмы и от грани объекта, измеряют пары длин, волн двухчастотной генерации лазера и с учетом угло вой дисперсии резонатора определяют 10 угол между нормалью к одной из граней объекта и нормалью к ближайшей по угловому положению грани призмы, последовательно определяют углы между нормалями к соседним парам граней 15 призмы, расположенными внутри измеряемого угла, образованного нормалями к граням объекта, затем определяют угол между последней нормалью к гранипризмы, расположенной внутри измеря 226емого угла, и нормалью к второй грани объекта, после чего угол между первой и второй гранями объекта определяют как сумму измеренных углов и аналогичным образом определяют углы между другими гранями объекта.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что измерения углов при повороте многогранной призмы в пределах диапазона углов, в котором происходит двухчастотная генерация, вызванная отражением излучения от одних и тех же грани призмы или грани объекта и ближайшей по угловому положению грани призмы, пары длин волн двухчастотной генерации измеряют многократно в процессе перестройки резонатора и результаты измерений каждого угла усредняют.,Король . ррек оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина Заказ 4849/33 Тираж 683 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5