Способ измерения шероховатости поверхности и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет измерять шероховатость поверхности деталей. Целью изобретения является повышениепроизводительности измерения путем интегральной оценки шероховатости по всей площади контролируемой поверхности . Формируют пучок монохроматического света с плоским волновым фронтом, направляют его на плоскопараллельную пластину, которая часть света отражает, другую часть пропускает . Прошедшую часть пучка отражают от контролируемой поверхности, расположенной параллельно плоскопараплельной пластине и установленной совместно с ней на столике. Складывают оба части пучков, обеспечивая их интерференцию, проектируют результирующий пучок на фотоприемник, перед входом которого установлена диафрагма . Поворачивают столик с контролируемой поверхностью к штоскопараллельной пластинке, добиваются минимума интенсивности результирующего поля, в данном положении столика перекрывают часть пучка, прошедшую плоскопараллельную пластинку, и измеряют интенсивность отраженного пучка, после чего снимают перекрытие этой части пучка и продолжают поворот столика до получения отсутствия флуктующей интенсивности результирующего поля. Измеряют интенсивность результирующего пучка, соответствующего данному --положению -столика . По двум измеренным значениям интенсивности вычисляют значение дисперсии амплитуды рассеянного света, по величине которого судят о шеро- ,ховатости поверхности. 2 ил. (С (Л с со х 9д

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51) 4 G 0 В 1 1/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4018962/24-28 (22) 10. 02. 86 (46) 15.07.88. Бюл. 26 (71) Черновицкий государственный университет (72) О.В.Ангельский и П.П.Макснмяк (53) 531. 715. 1 (088. 8) (56) Кучин А.А., Обредович К.А.

Оптические приборы для измерения шероховатости поверхности. Л.: Машиностроение, 1981, с.122. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ

ПОВЕРХНОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет измерять шероховатость поверхности деталей.

Целью изобретения является повышение производительности измерения путем интегральной оценки шероховатости по всей площади контролируемой поверхности. Формируют пучок монохроматического света с плоским волновым фронтом, направляют его на плоскопараллельную пластину, которая часть света отражает, другую часть пропускает. Прошедшую часть пучка отражают от контролируемой поверхности, расположенной параллельно плоскопараллельной пластине и установленной совместно с ней на столике. Складывают оба части пучков, обеспечивая их интерференцию, проектируют результи" рующий пучок на фотоприемник, перед входом которого установлена диафрагма. Поворачивают столик с контролируемой поверхностью к плоскопараллельной пластинке, добиваются минимума интенсивности результирующего поля, в данном положении столика перекрывают часть пучка, прошеДшую плоскоп.(раллельную пластинку, и измеряют интенсивность отраженного пучка, после чего снимают перекрытие этой части пучка и продолжают поворот столика до получения отсутствия флуктующей интенсивности результирующего поля. Измеряют интенсивность результирующего пучка, соответствующего данному .положению столика, По двум измеренным значениям интенсивности вычисляют значение дисперсии амплитуды рассеянного света, по величине которого судят о шероховатости поверхности. 2 ил.

14О9864

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольэовано при контроле шероховатости оптической поверхности детали.

Целью изобретения является повышение производительности измерения за счет одновременного контроля по всей площади поверхности детали.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг ° 2 — зависимость изменения результирующего поля излучения от угла поворота столика.

Устройство содержит источник 1 монохроматического света, коллиматор

2,. плоскопараллельную пластинку 3, заслонку 4, столик 5, установленный с возможностью вращения, объектив 6, опертурную диафрагму 7, полевую диафрагму 8, фотоприемник 9 и блок регистрации (не показан).

На чертеже также показана контро— лируемая поверхность 10, установленная на столике 5 параллельно плоскопараллельной пластинке 3 ° Ось врашения столика совпадает с плоскостью контролируемой поверхности. Столик имеет отсчетное приспособление угла его поворота.

Объектив 6, диафрагмы 7, 8 и фотоприемник 9 конструктивно связаны между собой и имеют возможность поворота вокруг оси столика, Угол их поворота также может контролироваться с помощью второго отсчетного при— спосабления (не показано). Толщина плоскопараллельной пластинки принята существенно меньшей расстояния между ней и контролируемой поверхностью.

Устройство работает следующим образом. .Излучение от монохроматического источника 1 света, пройдя коллиматор

2, попадает на плоскопараллельную пластинку, которая делит пучок на два. Опорный пучок света формируется как результат интерференции двух пучков, отраженных от передней и задней граней плоскопараллельной пластинки, и его интенсивность определяется разностью хода между этими отраженными пучками и зависит от угла падения исходного пучка на плоскопараллельную пластинку. Объект-. ный .пучок соответствует излучению, прошедшему через плоскопараллельную

55 пластинку 3 и промодулированному контролируемой поверхностью объекта.

Поскольку плоскопараллельная пластинка строго параллель . а исследуемой . поверхности, то на и ходе п.|астнны опорный ц объе к тинный пучк и ин терферируют, а интенсивностb результирующего поля зависит от разности хода между этими пучками. Вращают столик

5, с плоскопараллельной пластинкой и контролируемой поверхностью, что приводит к изменению интенсивностей опорного и результирующего пучков, поскольку в данном случае изменяется оптическая разность хода интерферирующих пучков. Причем скорость изменения разности хода между пучками, образующими опорный пучок, а следовательно, частота изменения интенсивности опорного пучка значительно меньше час.готы флуктуаций интенсивности результирующего поля, что обусловлено различным расстоянием между гранями плоскопараллельной пластинки 3 и расстоянием между плоскопараллельной пластинкой и исследуемой поверхностью

10. Обьектив 6 проецирует произвольное сечение поля результирующего излучения в плоскость полой диафрагмы

8. Объектив 6 вместе с диафрагмой 7 обеспечивают прием всех пространственно-частотных компонент поля, соответствующих поверхностной структуре объекта в плоскости сравнения (плоскость 6 диафрагмы 8). С помощью фотоэлектрического приемника 9 и блока регистрации изменяют интенсивность результирующего пучка. Вращая столик

5, добиваются абсолютного минимума результирующего поля, Этому соответствует угол поворота Vo> (фиг.2), при котором объектный и опорный пучки в противофазе, а их средние амплитуды Равны А„„-Ао . ПеРекРывают объектный пучок с помощью введения заслонки 4 и измеряют интенсивность опорного пучка Т „ . Выводят заслонки 4 и продолжают вращение столика, добиваясь отсутствия флуктуаций интенсивности результирующего поля (фиг.2).

Это произойдет при угле поворота 9

ОБ и соответствует ситуации, когда интенсивность опорного пучка равна нулю. В этом положении столика измеряют интенсивность результирующего пучка„ которая равна интенсивности объектного. пучка Т„ (она не изменяется при повороте столика).

По измеренным значениям I д и I оП 0Б вычисляют значение дисперсии амплитуды поля рассеянного света (Ь ) из

А зависимости! «!986А по значению которой судят о шероховатости поверхности.

Формула изобретения

1. Способ измерения шероховатости поверхности, заключающийся в том, что направляют монохроматический пучок света на плоскопараллельную пластинку, отражают часть пучка от нее, а другую часть пучка пропускают через нее, прошедшую часть пучка отражают от контролируемой поверхности, складывают пучки, отраженные от пластинки и контролируемой поверхности, обеспечивая их интерференцию, проецируют результирующий пучок на фотоприемник, анализируют интенсивность результирующего светового пучка, по которой судят о шероховатости поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности измерений, перед направлением монохроматического светового пучка на плоскопараллельную пластинку формируют его с плоским волновым фронтом, поворачивают плоскопараллельную пластинку и контролируемую поверхность,.одновременно измеряют изменение интенсивности результирующего пучка, определяют минимальное значение интенсивности, при которой перекрывают отраженный от контролируемой поверхности пучок, и измеряют интенсивность опорного пучка света,отра женного от плоскопараллельной пластинки Т„р, после чего измеряют интенсивность результирующего(объектного) пучка при минимальной глубине модуляции Т. ) вычисляют дисперсию амплиоп туды поля рассеянного света из эа— висим о сти г I оБ — ion

А!

0 по значению которой судят о шероховатости поверхности.

2. Устройство для измерения шероховатости поверхности, содержащее последовательно расположенные монохроматический источник света, коллиматор и плоскопараллельную пластинку, установленную в прямом и обратном

20 ходе излучения от контролируемой поверхности параллельно ей, проецирующий объектив, диафрагму, установленную в плоскости изображения объектива, фотоприемник и блок обработки, электрически соединенный с фотоприемником, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения производительности измерений, оно снабжено заслонкой, установленной с возможностью

30 перемещения и расположенной между плоскопараллельной пластинкой и контролируемой поверхностью, и столиком» предназначенным для размещения на нем контролируемой поверхности и установленным с воэможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной к поверхности столика, а плоскопараллельная пластинка установлена на столике.

1409864

An Л72

Щ8. Я

ЯОФ

Составитель Н. Солоухин

Редактор M. Келемеш

Техред М.Дидык

Корректор Л. Патай

Заказ 3472/37

Тираж 680

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4