Устройство для измерения рельефа диффузно отражающих поверхностей

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения рельефа поверхностей. Это достигается сохранением одинакового расстояния от измерительной головки до измеряемой поверхности во всех точках измеряемой поверхности. Перемещение каретки 5 с измерительной головкой осуществляется под управлением ЭВМ 14 по балкам 2 и 3 и направляющей 4, что дает возможность измерять координаты различных точек .поверхности. Постоянная ошибка при измерении обеспечивается узлом дискретного отслеживания, который по управляющим командам, поступающим от ЭВМ 14 через блок 13 сопряжения на механизм 15 перемещения, приближает (удаляет) измерительную головку к (от) поверхности, выдерживая одинаковое расстояние до поверхности. В случае, если выступы рельефа препятствуют подходу луча от источника 6 света, измерительная головка поворачивается на требуемый угол при помощи механизма 10 вращения измерительной головки, закрепленного на конце направляющей 17 узла дискретного отслеживания поверхности. Луч узконаправлённого источника 6 света попадает на измеряемую диффузно отражающую поверхность, на которой образует контрастное световое пятно. Часть отраженного от поверхности света проектируется на фоточувствительную поверхность фотоприемника 7, где образует световое пятно, положение которого на фотоприемнике 7 несет информацию о расстоянии до измеряемой поверхности. Значение напряжения с выхода фотоприемника 7 поступает в блок 11 обработки , и управления, где вычисляется рас- I стояние от общего основания 8 до измеряемой поверхности. 1 ил. ,/7 § (/) сс 05 сх 05 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4864 А1 (19) (111 (51)4 G 01 В 11 24

* "(г Фт 4" т "

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4007270/24-28 (22) 07.01.86 (46) 07.01.88. Бюл. 1(- 1 (72) В.Н. Бирюк, В.А. Зубков, E.Ñ. Суриков и А.Л. Черноусов (53) 531.717.2(088.8) (56) Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1970.

Авторское свидетельство СССР

NI 277275, кл. G 01 В 11/24, 1969.

Авторское свидетельство СССР

У 637704, кл. С 01 В 11/24, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕЛЬЕФА ДИФФУЗНО ОТРАЖАЮЩИХ IIOBEPXHOCTFA (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повьппение точности измерения рельеI фа поверхностей. Это достигается сохранением одинакового расстояния от измерительной головки до измеряемой поверхности во всех точках измеряемой поверхности. Перемещение каретки

5 с измерительной головкой осуществляется под управлением ЭВМ 14 по балкам 2 и 3 и направляющей 4, что дает возможность измерять координаты различных точек .поверхности. Постоянная ошибка при измерении обеспечивается узлом дискретного отслеживания, который по управляющим командам, поступающим от ЭВМ 14 через блок 13 сопряжения на механизм 15 перемещения, при ближает (удаляет) измерительную головку к (от) поверхности, выдерживая одинаковое расстояние до поверхности.

В случае, если выступы рельефа препятствуют подходу луча от источника

6 света, измерительная головка поворачивается на требуемый угол при помощи механизма 10 вращения измеритель ной головки, закрепленного на конце направляющей 17 узла дискретного отслеживания поверхности. Луч узконаправленного источника 6 света попадает на измеряемую диффуэно отражающую поверхность, на которой образует контрастное световое пятно. Часть отраженного от поверхности света проектируется на фоточувствительную поверхность фотоприемника 7, где образует световое пятно, положение которого на

/ фотоприемнике 7 несет информацию о расстоянии до измеряемой поверхности.

Значение напряжения с выхода фотоприемника 7 поступает в блок 11 обработки и управления, где вычисляется рас,стояние от общего основания 8 да измеряемой поверхности. 1 ил.

1364864

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для бесконтактных измерений диффузно отражающих поверхностей.

Цель изобретения — повышение точности измерения рельефа поверхностей, имеющих сложную форму, путем сохранения одинакового расстояния от измерительной головки до измеряемой поверхности во всех точках измеряемой поверхности, На чертеже представлена схема устройства для измерения рельефа диффузно отражающих поверхностей. 15

Устройство содержит корпус 1, узел планарного перемещения, выполненный в виде расположенных в одной плоскости двух параллельных балок 2 и 3 и перпендикулярно к ним расположен- 2р ной направляющей 4, имеющей возмож-. ность перемещаться по балкам 2 и 3, и каретки 5, перемещающейся по направляющей 4, измерительную головку, выполненную в виде источника 6 света и 25 фотоприемника 7, жестко установленных на общем основании 8, жестко соединенном с осью 9 механизма 10 вращения измерительной головки, и блок 11 обработки и управления, в состав ко- З0 торого входят аналого-цифровой преобразователь 12, блок 13 сопряжения с ЭВМ 14, узел дискретного отслеживания рельефа измеряемой поверхности, в состав которого входят-механизм 15

35 перемещения, редуктор 16 и направляющая 17, причем направляющая 17 через редуктор 16 соединена с механизмом

15 перемещения, закрепленным на каретке 5, а на конце направляющей 17 4р закреплен механизм 10 вращения измерительной головки.

Устройство работает следующим образом.

Луч узконаправленного источника 6 45 света попадает на измеряемую диффузно отражающую поверхность, на которой образует контрастное световое пятно °

Часть отраженного от поверхности света проектируется на фоточувствительную 50 поверхность фотоприемника 7, например линейку ПЗС, где образует световое пятно, положение которого на линейке несет информацию о расстоянии до измеряемой поверхности. Значения напряжений с выхода фотоприемника 7 через аналого-цифровой преобразователь

12 и устройство 13 сопряжения поступают в ЭВМ 14, где вычисляется расстояние от общего основания 8 до измеряемой поверхности по формуле

z < — — —.— — — — — — --, 1sina(-рcosa

- — — — — — +tg р

1соэа(+psina(измерительная база, заднее фокусное расстояние объектива фотоприемника; с(и р — углы наклона оптических осей источника света и фотоприемника; параллакс, выполняемый как сдвиг центра с пятна на линейке ПЗС относительно ее где В

1 центрального элемента, принятого за начало отсчета на линейке.

Расстояние Z „ от общего основания

8 до ближней к поверхности грани каретки r, принятой за начало отсчета координаты, вводится в ЭВМ 14 при первоначальной настройке, Таким образом, расстояние до измеряемой поверхности определяется по формуле (2) к = z„+ к формула изобретения

Устройство для измерения рельефа диффузно отражающих поверхностей, содержащее корпус и расположенные в нем измерительную головку, выполненную в виде основания, источника света и фотоприемника, закрепленных на

Перемещение каретки 5 с измерительной головкой осуществляется под управлением ЭВМ 14 по балкам 2 и 3 и направляющей 4, что дает возможность измерять координаты различных точек поверхности.

ПостЬянная ошибка при измерении обеспечивается узлом дискретного отслеживания, который IIo управляющим командам, поступающим от ЭВМ 14 через блок 13 сопряжения на механизм 15 перемещения, приближает (удаляет) измерительную головку к (от) поверхности, / выщерживая одинаковое расстояние до поверхности, Если выступы профиля препятствуют подходу луча к измеряемой точке поверхности, по управляющей команде от ЭВМ 14, поступающей через устройство 13 сопряжения на механизм

10 вращения, производится поворот из мерительной головки на требуемый угол.

1364864

Составитель Б. Тимофеева

Корректор С. Шекмар

Техред H.Äèäûê редактор П, Гереши

Заказ 6576/31 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, основании, механизм вращения измерительной головки в плоскости основания, узел планарного перемещения, выполненный в виде двух балок, расположенных в плоскости перемещения, направляющей, установленной с возможностью перемещения по балкам, и каретки, расположенной на направляющей с воэможностью перемещения по ней, блок обработки и управления, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено узлом дискретного отслеживания рельефа поверхности, выпрлненным в виде механизма перемещения измерительной головки в плоскости, перпендикулярной плоскости планарного перемещения, закрепленного на каретке, и направляющей, соединенной через редуктор с механизмом перемещения, механизм вращения измерительной головки закреплен на конце направляющей узла дискретного отслеживания рельефа поверхности, а источник света и фотоприемник закреплены на основании таким образом, что их оптические оси расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости основания измерительной головки, и образуют между собой прямой угол.