Способ измерения неплоскостности

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕПЛОСКОСТНОСТИ , заключающийся в том, что освещают контролируемый объект колдимированным излучением, пропускают отраженное излучение через диафрагму и определяют величину неплоскостности, отличающийся тем« что, с целью повшаеткя точности измерений, преобразуют npojoemose через диафрагму иэлучевие в электрический сигнал, задает уровень иорогс ого напряжения, вршкают контролируемый объект поочередно в 1рот1шоположные стороны, регистрн $эдт мсмвенты времени п{Я{ KOTOt рых ш пяитуда электрического сигнала раэна nopproBotiiQr напряжению, измеряют углы повсфота объекта в интервале межцу зарегистрмрованншш моментами вр@)яен1 при поочередном вращении в противоположньос направлениях и по разности измеренных углов судят о величине неплоскостности. (Л С IsD С

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Э (5П

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHOMV СВИДЕ П ЛЬСТВУ (21) 3009033/25-28 (22) 27.11. 80 (46) 30.06.83. Бюл. 9 24 (72) А.И. Ванюрихин, В.Ю. Демчук и И.И. Зайцев ,(53) 531.717.85(088.8) (56) 1. Мальцев М.Д, Расчет допусков на оптические детали. М., Ма аиностроение, 1974. с. 12.

2. Патент Японии 9 49»»41575 кл. 104 G О, 1974 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕПЛОСКОСТ.НОСТИ, заключающийся в том, что освещают контролируемый объект коллимированным излучением, пропускают отраженное излучение через диафрагму и,SU„„3026007 A определяют величину неплоскостности, отличающийся тем> что, с целью повыиения точности измерений, преобразуют прошедщее через диафрагму излучение в электрический. сигнал, .задает уровень порогового напряжения, ° вращают контролируемый объект поочередно s противоположные стороны, регистрируют моменты времени, при кото; рых амплитуда электрического сигнала равна пороговому напряжению, измеряют углы поворота объекта в интер. вале между зарегистрнроваиннки моментами времени при поочередном вращении в противоположных направлениях н по разности измеренных углов судят о величине неплоскостности. е

1026007

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено, в частности, для измерения неплоскостности граней многогранных призм.

Известны способы контроля неплоскостности, заключающиеся в том, что на контролируемую поверхность накладывают плоскую прозрачную эталонную пластину и по количеству и форме интерференционных полос, наблюдаемых 10 визуально через эталонную пластину, судят о неплоскостности контролируемой поверхности (1 ..

Однако такие способы малопроизводительны, дают невысокую точность из- 15 мерений и, являясь, по сути, контактными, могут привес ти к повреждению к онтролируемой пов ерх ности .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является способ измерения неплоскостности, заключающийся в том, что освещают контролируемый объект коллимированным излучением, пропускают отраженное излучение через диафрагму и определяют величину неплоскостности )2) .

Недостаток известного способа заключается в невысокой точности измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений, Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения неплоскостности, заключающемуся в том, что освещают контролируемый объект 35 коллимированным излучением, пропускают отраженное излучение через диафрагму и определяют величину неплоскостности, преобразуют прошедшее через диафрагму излучение в электри- 40 ческий сигнал, задают уровень порогового напряжения, вращают контролируемый объект поочередно в противоположные стороны, регистрируют моменты времени, при которых амплитуда элект-45 рического сигнала равна пороговому напряжению, измеряют углы поворота объекта в интервале между зарегистрированными моментами времени при поочередном вращении в противоположных направлениях и по разности измеренных углов судят о величине неплоскостности.

На фиг.1 .приведена схема реализации способа; на фиг.2 - эпюры сигналов, иллюстрирующие способ.

На предметном столе 1 расположен контролируемый объект 2, который в свою очередь связан с лазерным гироскопом 3. Рядом с контролируемым объектом 2 на неподвижном основании 60 (не показано) расположен фотоэлектрический автоколлиматор 4, Электрические выходы автоколлиматора 4 и лазерного гироскопа 3 связаны с входами

Устройства 5 обработки информации.

Способ осуществляют следующим образом.

С помощью автоколлиматора 4 подают на контролируемый объект 2 (в данном случае трехгранную призму) коллимированное излучение. При отражении от одной из поверхностей контролируемого объекта 2 в фокальной плоскости автоколлиматора 4 получают изображение

его излучающей щели. При вращении контролируемого объекта 2 на выходе автоколлиматора 4 получают электрические сигналы, параметры которых зависят от параметров поверхностей

6-8 контролируемого Объекта 2. На фиг. 2а (импульс б ) показана форма сигнала на выходе автоколлиматора 4 полученного от плоской поверхности б призмы 2 (цифры над импульсами означают номер грани призмы 2, от кото. рой получен импульс). В этом случае сигнал имеет колоколообразную или близкую к. ней форму, параметры которого зависят только от параметров автоколлиматора (ширины излучающей и анализирующей щелей, параметров объектива и т.д.). На Фиг.2а (кривая 7 ) приведен сигнал автоколлиматора от грани 7 контролируемой призмы

2, имеющей неплоскостность в виде сферически выпуклой или вогнутой поверхности. По сравнению с сигналом от плоской поверхности длительность сигнала от грани увеличилась. В случае, если грань контролируемой призмы имеет местную несферическую неплоскостность (фиг. 1, грань 8),форма сигнала на выходе фотоэлектри« ческого автоколлиматора будет отличаться от колоколообразной (фиг.,2а, кривая 8 ), т.е. происходит искажение формы сигнала, пропорциональное величине и форме местной неплоскостности, Таким образом, вращая контролируе мый объект 2 и анализируя длительность и форму сигнала от его различных граней на выходе автоколлиматора 4, можно определить параметры неплоскостности граней контролируемого объекта 2. Длительность сигнала может определяться известными временными методами при пересечении его передним и задним фронтами определенного порогового уровня. Форма сигнала может быть определена путем измерения длительности при различных пороговых уровнях, Существенное повышение точности может быть достигнуто при измерении длительности и формы импульсов путем измерения соответствующего угла поворота контролируемого объекта 2. В этом случае процесс измерения заключается в том, что при достижении передним фронтом сигнала автоколлиматора 4 порогового уровня начинают отсчет угла, а при достижении этого

1026007

Составитель С. Грачев

Редактор Л. Филь ТехредТ. Фанта Корректор А. Повх

Заказ 4546/34 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 же уровня задним фронтом сигнала заканчивают отсчет угла. Полученная таким образом угловая мера является мерой длительности импульса. Форма импульса определяется -аналогично измерением при различных пороговых уровнях. Измерение углов производится путем интегрирования, за время отсчета угла, сигнала лазерного-гироскопа 3, вращающегося вместе .с контролируемым объектом 2.

Неплоскостность контролируемых поверхностей определяется следующим образом.

Допустим, производится измерение угла между гранями б и.7. Истинное значение угла р» орределяется между центрами импульсов 6 и 7 (фиг. 2а) .

Измерение угла производится при достижении передними .фронтами импуль сов 6 и 7 порогового уровня Uq.

При этом измеренное значение угла при вращении призьы против стрелки часов будет равно

Ф иэм=М ист 492 °

При вращении контролируемой призмы

5 по стрелке часов порядок чередования импульсов меняется на обратный (фиг. 2б). Измеренный угол между импульсами 7 и 6 в этом случае будет равен

Ч =ьЧ (1„-ьЧ

Параметры неплоскостности определяют. ся иэ, вычислений

Чюм Чизм 2а,-2аЧа

Таким образом, разность показаний при измерениях углов по и против ча- совой стрелки свидетельствует о неплоскостности граней контролируе мой призмы 2.

Способ является абсолютньв4, поэзо @ ляет автоматизировать процесс измерения и повысить его точность.