Устройство для измерения шероховатости

 

Изобретение относится к области измерительной технике и может быть использовано для контроля шероховатости объектов. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет повышения крутизны пеленгационной характеристики устройства. Пучок лучей лазера 1 после объектива 2 проходит через стеклянную призму 3, частично проходит через светоделитель 4, отражается от одной грани двугранного отражателя 5, частично отражается от светоделителя 4, а затем от второй грани двугранного отражателя 5 и собирается в точку вблизи поверхности контролируемого объекта 12, рассеивается ею и собирается объективом 6 на точечной диафрагме 7. При вращении прозрачной призмы 3 точка перемещается вдоль линии, когда точка совпадает с поверхностью, пучки лучей, прошедшие через точечную диафрагму 7, имеют максимальную интенсивность, а сигнал с фотоприемника 8 наибольший. Этот сигнал поступает на один вход вычислителя 10, а на другой его вход поступает сигнал с выхода формирователя 9 опорного сигнала. Вычислитель выбирает сигнал, пропорциональный расстоянию, при котором сигнал с выхода фотоприемника 8 наибольший, это расстояние равно расстоянию от поверхности контролируемого объекта 12 до предметной плоскости объектива 6. При перемещении устройства вдоль поверхности контролируемого объекта 12 в вычислителе определяются расстояния, после чего вычислитель 10 рассчитывает параметры, характеризующие шероховатость поверхности контролируемого объекта 12. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (В (51}5 G 01 В 11/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВСЕС

ПАТЕНТНОБИБЛИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4306098/24-28

1 (22) 14.09.87 (46) 07.06.90. Бюл. Y - 21 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) А.В.Сопов, Б.С.Тараторкин и А.О.Глазов (53) 531.715 (088.8) (56) Патент Японии Р 51-43391, кл. G 01 В 11/24, 20.11.76. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ И311ЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИИ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может . быть использовано для контроля шероховатости объектов. Белью изобретения является повышение точности контроля за счет повышения крутизны пеленгационной характеристики устройства. Пучок лучей лазера 1 после объектива 2 проходит через стеклянную призму 3, частично проходит через светоделитель 4, 2 бтражается от одной грани двугранного отражателя 5, частично отражается от светоделителя 4, а затем от второй грани двугранного отражатеЛя 5 и собирается в точку вблизи поверхности контролируемого объекта 12, рассеивается ею и собирается объективом 6 на точечной диафрагме 7. При вращении прозрачной призмы 3 точка перемещается вдоль линии-, когда точка совпадает с поверхностью, пучки лучей, прошедшие через точечную диафрагму 7, имеют максимальную интенсивность, а сигнал с фотоприемника 8 наибольший.

Зтот сигнал поступает на один вход вычислителя 10 а на другой его вход д

4О поступает сигнал с выхода формирователя 9 опорного сигнала. Вычислитель выбирает сигнал, пропорциональный расстоянию, при котором сигнал с вы хода фотоприемника 8 наибольший, это расстояние равно расстоянию от по1569532

50 верхности койтролируемого объекта

12 до предметной плоскости объекти; ва 6. При перемещении устройства вдоль поверхности контролируемого объекта 12 в вычислителе определяют-.

Изобретение относится к измери1

,тельной технике и может быть использовано для контроля шероховатости объектов. 15

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет по" вышения крутизны пеленгационной характеристики устройства.

На чертеже представлена функцио- 20 нальная схема предлагаемого устрой ства.

Устройство содержит лазер 1 и последовательно установпенные по хо.ду пучка лазера 1 объектив 2, блок 25

1сканирования, выполненный в ниде про-! зрачной призмы 3, установленной с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси устройства так-, что ее грани оптически связаны с объективом 2, и блока отражателей в виде светоделителя 4 и двугранного отражателя 5, установленного так, что его главная плоскость компланарна оптической оси устройства и перпендикулярна оси поворота прозрачной призмы 3, светоделитель 4 установлен в плоскости, проходящей через биссектрису двугранного отражателя 5 и перпендикулярной его щ главной плоскости, рабочие грани двугранного отражателя 5 оптически связаны через светоделитель 4 и прозрачную призму 3 с объективом 2, объектив

6, установленный на выходе двугранно- 5 го отражателя так, что его предметная плоскость совмещена с задним фокусом объектива 2, точечную диафрагму 7, установленную в плоскости изображения объектива 6 фотоприемника 8, формирователь 9 опорного сигнала, скрепленный с прозрачной призмой 3, вычислитель 10 входы которого подключены к фотоприемнику 8 и выходу формирователя 9 опорного сигнала, индикатор

11, вход которого подключен,к выходу вычислителя 10.

Устройство устанавливают на двух каретках с взаимно перпендикулярными ся расстояния, после чего вычисли тель 10 рассчитывает параметры, характеризующие шероховатость поверхности контролируемого объекта 12 °

1 ил. с направлениями перемещения относительно контролируемого объекта 12 так, что одно из перемещений параллельно поверхности контролируемого объекта

12, а второе — перпендикулярно поверхности контролируемого объекта 12 °

Перед началом измерения устройство перемещают перпендикулярно поверхности контролируемого объекта в положение, при котором при среднем положении прозрачной призмы 3 задний фокус объектива 2 совмещен с поверхностью контролируемого объекта !2. .

Устройство. работает следующим образом.

Пучок лучей лазера 1 после объектива 2 проходит через стеклянную призму 3, частично проходит через светоделитель 4 и отражается от одной грани двуграндого отражателя 5 и час- тично от светоделителя 4, а затем от ° второй грани двугранного отражателя

5 и собирается в точку вблизи поверхности контролируемого объекта 12, рассеивается поверхностью контролируемого объекта 12 и собирается объективом 6 на точечной диафрагме 7. При вращении прозрачной призмы 3 точка

Q, в которой собираются пучки лучей ,лазера 1 после двугранного отражате ля 5, перемещается вдоль оси, перпендикулярной поверхности контролируемого объекта 12„ и, когда эта точка совпадает с поверхностью контролируеМого объекта 12, пучки лучей, прошедшие через точечную диафрагму 7, имеют максимальную интенсивность, а сигнал с фотоприемника 8 наибольший. Сигнал с выхода формирователя 9 опорного сигнала пропорционален угловому положению прозрачной призмы 3, а следовательно, и расстоянию от точки Ц до предметной плоскости объектива 6.

Сигналы с выхода фотоприемника 8 и выхода формирователя 9 опорного сигнала поступают на вход вычислителя l0, в котором произносится выбор сигнала с выхода форьа рова еля, 9 опорконтролируемую поверхность, что приводит к повышению крутизны пеленгационной характеристики.

Составитель А.Заболотский

Техред М,Ходанич Корректор В.Кабаций

Редактор И. Горная

Заказ 1435 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 156 ного сигнала, соответствующего наибольшему сигналу с выхода фотоприемника 8 и пропорционального расстоянию от поверхности контролируемого объекта 12 до предметной плоскости объектива 6. При перемещении устройства вдоль поверхности контролируемого объекта 12 в вычислителе определяются расстояния от поверхности контро-. лируемого объекта 12 до предметной плоскости объектива 6 и вычисляются .параметры, характеризующие шероховатость поверхности контролируемого объекта 12, которые затем индицируются на индикаторе 1.1. Погрешность определения координат поверхности объекта 12 определяется углом, под которым на нее падают пучки лучей.

Использование в предлагаемом устройстве блока отражателей позволяет увеличить угол падения пучка лучей на

1 формула изобретения

Устройство для измерения шероховатости, содержащее лазер и последовательно установленные по ходу пучка лучей лазера объектив и блок ска4 нирования, второй объектив, точечную

9532 6 диафрагму, установленную в плоскости иэображения второго объектива, фотоприемник, формирователь опорного сиг5 нала, скрепленкый с блоком сканирования, вычислитель, входы которого подключены к фотоприемнику и выходу формирователя опорного сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, блок сканирования выполнен в виде прозрачной призмы, установленной с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси устройства так, что ее грани оптически связаны с первым обьективом, и блока отражателей в виде светоделителя и двугранного отражателя, установленного так„ что его главная плоскость

20 компланарна оптической оси устройства и перпендикулярна оси поворота прозрачной призмы, светоделитель. установлен в плоскости, проходящей через биссектрису двугранного отра25 жателя и перпендикулярной его главной плоскости, рабочие грани двугранного отражателя оптически связаны через светоделитель и прозрачную призму с первым объективом, а второй

30 объектив установлен на выходе двугранного отражателя так, что его предметная плоскость совмещена с задним фокусом первого объектива.