Устройство для измерения линейныхразмеров (его варианты)

пц 827972 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 10.04.79 (21) 2750800/25-28 Кл 3б 01 В 11/00 с присоединением заявки Гасударственные комите(45) Дата опубликования описания 07.05.81 СССР пе делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения кворцов, Ф. И. Данилевич, И, А, Соколоа. и С, Д. Голод 71) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ (ЕГО ВАРИАНТЫ)Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения величины перемещения подвижных элементов координатно-измерительных машин и стан ков. Устройство по первому варианту целесообразно применять для измерения горизонтальных линейных размеров больших длин свыше 500 мм, а по второму варианту - для измерения вертикальных линей ных размеров больших длин свыше 500 мм.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения линейных размеров, содержащее осветительную систему, подвижный растр, 15 набор из двух неподвижных растров, штрихи которых развернуты относительно штрихов подвижного растра на углы а и - а соответственно, оптическую систему и регистрирующий блок 1. 20Недостаток известного устройства заключается в том, что оно может применяться для сравнительно малых линейных смещений объекта до 500 мм, ограниченных длиной подвижного растра. Увеличение 25 диапазона измеряемых длин связано с рядом технологических трудностей по склейке и стыковке растров для увеличения длины измеряемого отрезка изделия. Это также связано со сложностью конструкторского 30 исполнения и снижением точности измерительного устройства.Целью изобретения является расширение диапазона измерений,Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено дециметровой линейкой с делениями, выполненными в виде вертикальных штрихов, расстояния между которыми кратно 10, дополнительными наборами неподвижных растров, которые вместе с основным встроены в линейку таким образом, что штрихи каждого из наборов расположены симметрично относительно соответствующего вертикального штриха линейки, осветительная система и регистрирующий блок установлены по одну сторону от линейки у противоположных ее концов и оптически связаны через оптическую систему, размещенную с другой стороны линейки. Подвижный растр расположен между линейкой и регистрирующим блоком, выполненным из визирного микроскопа, фотоэлектрического узла регистрации положения штрихов и пульта управления, а оптическая система выполнена из последовательно установленных прямоугольной призмы, двух объективов и второй прямоугольной призмы,Указанная цель достигается также и другим вариантом выполнения устройства, 8279723В этом случае устройство снабжено дециметровой линейкой с делениями, выполненными в виде вертикальных штрихов, установленной с возможностью перемещения параллельно линии измерения, и второй осветительной системой, первая осветительнаясистема и регистрирующий блок расположены с одной стороны линейки у ее противоположных концов и оптически связанычерез оптическую систему, размещенную сдругой стороны линейки, в конец которойнапротив регистрирующего блока встроенрастр, Набор из двух неподвижных растровустановлен между линейкой и регистрирующим блоком, выполненным из визирногомикроскопа, фотоэлектрического узла регистрации штрихов и пульта управления, Оптическая система выполнена из последовательно установленных прямоугольной призмы, двух объективов и куб-призмы, а втораяосветительная система размещена со стороны куб-призмы, противоположной той, которая обращена к линейке.На фиг. 1 изображен первый вариантпредлагаемого устройства; на фиг. 2 - видА фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б фиг. 1; на фиг.4 - второй вариант устройства; на фиг.5 -вид В фиг, 4; на фиг. 6 - вид Д фиг. 4.Устройство для измерения линейных размеров по первому варианту содержит заключенные в пинольной бабке 1 (фиг. 1)осветительную систему, состоящую из осветителя 1, конденсора 2, узла дециметровойлинейки 3 с делениями, выполненными ввиде вертикальных штрихов 4 (фиг, 2), расстояние между которыми кратно 10, дополнительный набор неподвижных растров 5,которые вместе с основными встроены вдециметровую линейку 3 так, что штрихикаждого из наборов 6 расположены симметрично относительно соответствующеговертикального штриха 4 дециметровой линейки и развернуты на углы а и - а.С другой стороны дециметровой линейки3 размещена оптическая система, содержащая подвижную прямоугольную призму 7,подвижный объектив 8, второй подвижнойобъектив 9 и подвижную прямоугольнуюпризму 10.Подвижный растр 11 находится в заднейфокальной плоскости объектива 9 (,) вкорпусе измерительной бабки 11,Изображения вертикальных штрихов 4и неподвижных растров 5 переносятся визирным микроскопом, включающим в себяобъектив 12 (фиг. 1), светоделительный элемент 13, сетку 14 и окуляр 15, наблюдаяв который производят предварительнуюгрубую установку. Поле зрения окуляра15 приведено на фиг, 3, где в биссекторесетки 14 находится изображение вертикального штриха 4.Точная установка изображений вертикальных штрихов 4 производится с помощью фотоэлектрического узла регистра 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ции положения штрихов, состоящего из объектива 16 (фиг. 1), вибратора со щелью 17, проекционного объектива 18 и фотоприемника 19.Регистрация положения штрихов растра 5 относительно подвижного растра 11 осуществляется с помощью фотоприемного устройства, входящего в фотоэлектрический узел регистрации положения штрихов и состоящего из четырех отсчетных объективов 20, склеенных на плоскопараллельной пластине 21 с четырьмя призмами 22, и четырех фотоприемников 23, включенных по фотобалансной схеме.Отсчет числа дециметров, миллиметров и долей миллиметров производится с помощью цифрового показывающего устройства 24, находящегося в пульте управления Ш.Перемещение растра 11 внутри измерительной бабки 11 (до 100 мм) осуществляется с помощью микрометрического винта 25. Растр 11 соединен с подвижной пинолью 26, находящейся на одной линии измерения У - У с пинолью 27. Линия измерения У - У расположена на фокусном расстоянии объектива 8 (,г) относительно плоскости набора растров 5 и на двойном фокусном расстоянии от оптической оси объективов 8 и 9.Точное перемещение измерительной бабки 11 осуществляется с помощью микрометрического винта 28, Точное фотоэлектрическое наведение на изображение вертикального штриха 4 фиксируется по электронному индикатору 29 настройки,Устройство по второму варианту (фиг. 4) отличается от конструкции, приведенной на фиг. 1, тем, что дециметровая линейка 3 снабжена делениями 30 (фиг. 5), выполненными в виде вертикальных штрихов, и установлена с возможностью перемещения микрометрическим винтом 31 параллельно линии измерения У - У.Устройство по второму варианту содержит вторую осветительную систему, состоящую из лампы 32, конденсора 33 и кубпризмы 34, дающей подсветку растру 35, встроенному в конец подвижной дециметровой линейки 3 (фиг. 1), и набор из двух неподвижных растров 36 (фиг. 4), установленных между линейкой и регистрирующим блоком. Регистрирующий блок расположен в измерительной бабке 11, которая, в отличие от первого варианта, выполнена неподвижной относительно дециметровой линейки 3.Оптическая система передачи изображения вертикальных штрихов дециметровой линейки 3 выполнена из последовательно установленных прямоугольной призмы 7, подвижного объектива 8, неподвижного объектива 9 и куб-призмы 34 (фиг. 4). Вторая осветительная система размещена со стороны куб-призмы 34, противоположнойтой, которая обращена к дециметровой линейке 3.Устройство по первому варианту работает следующим образом.Пинольную бабку 1 устанавливают на изображение вертикального штриха 4 одного из дециметров растра 5. Измеряемое изделие устанавливают между пинолями 26 и 27, а по шкалам дециметровой линейки 3 и по растру 11 с помощью регистрирующего блока производят предварительную грубую установку вертикального штриха 4 в биссектор сетки 14 (фиг, 3) визирного микроскопа, Затем производят точную установку по фотоэлектрическому узлу регистрации положения штриха. С помощью цифрового отсчетного устройства 24 производят первый отсчет в момент смыкания секторов электронного индикатора 29 настройки.Для снятия второго отсчета отводят пинольную бабку 1 до сближения пиноли 27 с пинолью 26 так, чтобы расстояние между ними не превышало 100 мм. При этом положении пинолей по цифровому показывающему устройству 24 снимают только число пройденных дециметров. Отсчет миллиметров и его долей производят после точной установки изображения вертикального штриха линейки 3 относительно щели 17 вибратора при совмещении секторов электронного индикатора 29 настройки. Для этого перемещают измерительную бабку 11 микрометрическим винтом 28 на ближайший (нулевой) дециметровый вертикальный штрих 4 до срабатывания электронного индикатора 29 настройки. Далее закрепляют бабку и микрометрическим винтом 25 перемещают пиноль 26 с подвижным растром 11 до контакта пиноли 26 с пинолью 27. Момент контакта пинолей определяется при остановке перемещающихся показаний на цифровом показывающем устройстве 24.Разность двух отсчетов определяет линейный размер объекта измерения.При работе с устройством, выполненным по второму варианту, при измерениях, например, вертикальных линейных размеров большой длины объект устанавливают на предметный стол или плиту (не изображены) на линию измерения У - М и перемещают пинольную бабку 1 с пинолью 27 до контакта ее с изделием. С помощью микрометрического винта 31 перемещают дециметровую линейку 3 до тех пор, пока изображение ближайшего из вертикальных штрихов 30 займет симметричное положение в биссекторе сетки 14 визирного микроскопа и более точное симметричное положение относительно щели 17 вибратора.После срабатывания электронного индикатора 29 настройки снимают на цифровом показывающем устройстве 24 значение дециметра, пройденного пинолью 27, например 100 мм. 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Одновременно с движением дециметровой линейки 3 перемещается растр 35 относительно двух неподвижных растров 36 при постоянной подсветке их второй осветительной системой. Далее лучи света с помощью объектива 12, куб-призмы 13 линзово-призменного блока (поз. 20 - 22) переносят изображение растровой картины на фотоприемники 23, которые связаны с цифровым показывающим устройством 24. По нему снимают отсчет целых и долей миллиметра, например 0,2432 мм, Таким образом первый отсчет составит 100,2432 мм.Для определения второго отсчета отводят пиноль 27, снимают измеряемое изделие, вновь перемещают пинольную бабку 11 с пинолью 27 до контакта с плоскостью предметного стола или плиты.Аналогично первому отсчету перемещают микрометрическим винтом 31 дециметровую линейку 3 и определяют число дециметров, целых и дробных долей миллиметра.При определении целых чисел дециметров, как при первом, так и втором отсчетах, лучи света от лампы 1 проходят конденсор 2, вертикальные штрихи 30 дециметровой линейки 3, призму 7, подвижный объектив 8, неподвижный объектив 9, кубпризму 34, прозрачный растр 35, набор из двух неподвижных растров 36, объектив 12, куб-призму 13, объектив 16, щель 17 вибратора и попадают на фотоприемник 19, связанный с цифровым отсчетным устройством 24.Разность первого и второго отсчетов определяет вертикальный линейный размер изделия.Устройства по первому и второму вариантам позволяют расширить диапазон измерений одно-, двух- и трехкоординатных измерительных машин и катетометров за счет снабжения определенным образом выполненными дециметровыми линейками и наборами растров, установленных описанным выше образом,Формула изобретения Устройство для измерения линейных размеров, содержащее осветительную систему, подвижный растр, набор из двух неподвижных растров, штрихи которых развернуты относительно штрихов подвижного растра на углы а и - а соответственно, оптическую систему и регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, оно снабжено дециметровой линейкой с делениями, выполненными в виде вертикальных штрихов, расстояния между которыми кратно 10, дополнительными наборами неподвижных растров, которые вместе с основным встроены в линейку таким образом, что штрихи каждого из наборов расположены симмет 827972рично относительно соответствующего вертикального штриха линейки, осветительная система и регистрирующий блок установлены по одну сторону от линейки у противоположных ее концов и оптически связаны 5 через оптическую систему, размещенную с другой стороны линейки, подвижный растр расположен между линейкой и регистрирующим блоком, выполненным из визирного микроскопа, фотоэлектрического узла реги страции положения штрихов и пульта управления,2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оптическая система выполнена из последовательно установленных прямо угольной призмы, двух объективов и второй прямоугольной призмы.3, Устройство для измерения линейных размеров, содержащее осветительную систему, растр, набор из двух неподвижных 20 растров, штрихи которых развернуты относительно штрихов подвижного растра на углы к и - а соответственно, оптическую систему и регистрирующий блок, о тл и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения 25 диапазона измерений, оно снабжено дециметровой линейкой с делениями, выполненными в виде вертикальных штрихов, установленной с возможностью перемещения параллельно линии измерения, и второй осветительной системой, первая осветительная система и регистрирующий блок расположены с одной стороны линейки у ее противоположных концов и оптически связаны через оптическую систему, размещенную с другой стороны линейки, в конец которой напротив регистрирующего блока встроен растр, набор из двух неподвижных растров установлен между линейкой и регистрирующим блоком, выполненным из визирного микроскопа, фотоэлектрического узла регистрации штрихов и пульта управления.4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что оптическая система выполнена из последовательно установленных прямоугольной призмы, двух объективов и кубпризмы, а вторая осветительная система размещена со стороны куб-призмы, противоположной той, которая обращена к линейке.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР508672, кл, б 01 В 19/02, 1973 (прототип).. Гохф ектор 3. Тарасова дакт Типография, пр. Сапунова,Заказ 739/16 Изд.323 Тираж 661 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 45