Устройство для измерения перемещений

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоцмалмсткческкиРеспублик и 938001 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Дополни е к авт. свид-в(23)ПриоритетОпубл иков ео делом изооретеиий и отирьпий) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ ЕРЕМ ЕШЕНИЙ 11 ель изобретения - повышение точн ти измерений.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным осветителем, фокусирующей оптической системой, вторым фотоприемником с установленным перед ним щелевым растром, оптически связанным с дополнительным осветителем через фокусирующую оптическую систему и дефлектор узла сканирования, светоделителем, установленным за дефлектором по ходу излучения, дополнительной проекционной оптическойистемой и третьим фотоприемником с диафрагмой, установленной в плоскости иэображений дополнительной проекционной оптической системы, а выходы фотоприемников подключены ко входам электронного вычислительного блока. На фиг. 1 из схема устр диаграммы нос и тельно ункциональная 2 - временные раже ойства; на фст - ,функцищелевого ра тки от- опорных тра; Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованодля контроля перемещения, положения иразмеров поверхностей и деталей, например, в процессе производства гроката.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является устройство для измерения перемещений, содержащее осветитель, узел сканирования с дефлекторомпроекционную оптическую систему, оптическая ось которой лежит в плоскостипадения светового луча и пересекается слинией сканирования, фотоприемник с диафрагмой, установленный в плоскости изоб-,ражений проекционной оптической системы, и электронный вычислительный блок,подключенный к выходу фотоприемника 1.Недостаток известного устройствазаключается в низкой точности измере оний, обусловленной непостоянством скорости сканирования, смешениями линиисканирования относительно линии наблюдения и т. д,научно-исследовательскийИнститут металлургического3 938001 4импульсов; 8- импульса-отметки; Ъполнительного осветителя 4 на щелевой,контрольного импульса) . растр 7 и от осветителя 1 на линию 16Устройство содержит осветитель 1,сканирующий дефлектор в виде колеблющегося двустороннего зеркала 2, носы от известного ее дискретного положения,лающий пучок излучения на контролируе- например первого со стороны засветки,мую поверхность 3, осветитель 4, фор- до пересечения оси наблюдения с ней.мирующий световую метку на зеркале 2, Точке пересечения поверхности 3 сфокусирующую оптическую систему 5 в линией 16 наблюдения соответствует пуфоквлъной плоскости которой перед фото- очок с. осью 22, а нв щелевом растре - сприемником 6 установлен щелевой растр 7с шагом Р и шириной интервала Рр,светоделитель 8, отклоняющий часть светового пучка на светоотражающий экран 9,расположенный в пояе зрения проекцион зной оптической системы 10, в плоскостиЙэображения которой установлен фотопри-,емник 11 с ограничивающей диафрагмой12, и проекционная оптическая система ронный блок 17 вычисляет положение13, в плоскости изображения которой Ус- рО поверхности 3,тановлен фотоприемник 14 с ограничи- На пути падающего на поверхность 3вающей диафрагмой 15, осъ которых, светового пучка установлен светоделиобразующая линию 16 наблюдения, лежит тель 8, который отклоняет часть светов плоскости падения светового пучка на вой энергии на светоотражвющий экранповерхность 3 и пересекается с линией 25 который находится в поле зрения проексквнирования на ней в области контро- ционной оптической системы 10, образлируемых перемещений . Фотоприемни- щей с помощью ограничивающей диафраки 6, 11 и 14 подключены к входам мы 12 дополнительную линию 24 наблЭлектронного, вычислительного блока 17. дения. При пересечении световым пятно наблюдении. Положение поверхности 3может быть определено. как отрезок Ьх осью 23. Таким образом, отрезку Ьх, ограниченному осями 18 и 22, соответствует отрезок Ьх на щелевом растре 7 (фиг, 1 и 2 а), ограниченный осями 21 и 23.По числу импульсов, снимаемых с фотоприемника 6, и с учетом сигнала, снимаемого с фотоприемника 14, элект 30 Устройство работает следующим об разом.Двустороннее зеркало 2 совершает колебательныедвижения в соответствии , с функцией развертки, изображенной на фиг. 2 а, В резутьтате образуются две линии сканирования: одна линия пучком от осветителя 1 на поверхности 3 в диапазоне ее перемещений и ограничена осями 18 и 19, друтая - сфокусированной меткой от осветителя 4 на щелевом растре 7 с интервалом Р и шагом Р (фиг, 2 а) ограничена осями 20 и 21, соответствующими осям 18 и 19. В процессе сканирования, при пересечении линии 16 наблюдения пучком с осью 22 на выходе фотоприемника 14 возникает импульс-отметка Оц середина которого соответствует точке пересечения этих осей, а длительность определяется ра 50 диусом светового пятна по поверхности, скоростью его сканирования и углом поля зрения проекционной оптической системы 13, определяемого размерами диафрагмы 15. Одновременно на выходеЪ.55 фотоприемника 6 появляется пачка опорных импульсов Ооп, каждый из которых соответствует дйскретным значениям углов падения осей световых пучков от до 9,уюнв экране 9 дополнительной линии 24наблюдения на выходе фотоприемника 11,расположенного за ограничивающей диафрагмой 12, возникает контрольный импульс О который соответствует одномуиэ заданных дискретных положений поверхности, В электронном вычислительномблоке 17, на вход которого поступаетконтрольный импульс, производится анализ его совпадения с соответствующимопорным и, в случае отсутствия совпадения, производится коррекция положенияопорных импульсов, т. е. достигаетсясоответствие положения опорных импульсов заданным дискретным положениемповерхностиОтсчет углов падения пучка на поверхность 3 с помощью щелевого растра 7,сканируемого световой меткой, напримерв виде тонкого штриха, сформированногопри помощи дополнительного осветителя 4,обеспечивает получение опорных импульсов стабильной формы, а наличие контрольного импульса - соответствие ихположения заданным дискретным положениям поверхности 3.Изобретение позволяет производитьконтроль в широком диапазоне без перестроек устройства с высокой точностьюи быстродействием.5 938001 6ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ним шелевым растром, .оптически связанным с дополнительным осветителемУстройство для измерения перемеще- через фокусирукяцую оптическую систему ннй, содержащее осветитель, узел скани- н дефлектор узла сканирования, светоде рования с дефлектором, проекционную оп-лителем, установленным за дефлектором тическую систему, оптическая ось кото- по ходу излучения, дополнительной проек рой лежит в плоскости падения светово- ционной оптической системой и третьим го луча и пересекается с линией сканн- фотоприемником с диафрагмой, устанаврования, фотоприемник с диафрагмой, ленной в плоскости изображений дополни , установленный в плоскости изображений 1 ф тельной проекционной оптической системы, проекционной оптической системы, и элект-, а выходы фотоприемников подключены ко ронный вычислительный блок, подключен- входам электронного вычислительного ный к выходу фотоприемника, о т л н - блока.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью Источники информации,повышения точности измерений, оно сваб принятые во внимание при экспертюе жено дополнительным осветителем, фоку 1. Экспресс-информация ВИНИТИ. сирующей оптической системой, .вторым Сер. Контрольно-измерительная техника, фотоприемником с установленным перед 1973, Ж 17, с, 5- 9 (прототип).93 В 001 Составитепь СОР А. ШВПИВа ТЕХРЕаЛ.Пека ев ор аз 4440/59 Тираж 614 Подпи ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113038, Москва, Ж, Раушская наб., ное д. 4/ П ф Ужгород, ул. Проек фили