Способ измерения геометрических параметров поверхности в интерференционном профилографе белого света

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - уменьшение времени и повышение точности измерений за счет формирования более точных оценок измеряемого параметра перед вычислением среднего. Способ заключается в формировании сигнала расстройки, пропорционального положению аэроматической полосы, изменении разности хода интерферирующих лучей в сторону уменьшения сигнала расстройки, сравнении сигнала расстройки с допустимой ошибкой измерения, сложении сигнала расстройки с сигналом, пропорциональным изменению разности хода, и усреднении тех суммарных значений, для которых сигнал расстройки меньше допустимой ошибки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК

О70 А2 (191 (111

Щ)5 С 01 В 21 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) 1298542 (21) 4415690/24-28 (22) 27,04.88 (46) 30.06.90. Бюл. ¹ 24 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) .В.IT. Бабенко, В.А.Горбаренко, Н,Н,Евтихиев, Ю.А.Курчатов, Г.P ..Левинсон и В.Г.Тугарин (53) 531.7, (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1298542, кл. С 01 В 21/ОО, 1985. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕ11ИЯ :ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТИ В ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОМ ПРОФИЛОГРАФЕ БЕЛОГО ЦВЕТА (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобИзобретение относится к контроль-. но-измерительной технике, может быть использовано для измерения профиля поверхности и является дополнительным к изобретению по авт. св . № 1298542.

Цель изобретения — уменьшение времени и повышение точности измерений за счет формирования более точных оценок измеряемого параметра перед вычислением среднего.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ

Устройство, реализующее способ, состоит из интерферометра 1 белого света, опорного зеркала 2, модулятора 3, опорное зеркало 2 закреплено на модуляторе 3, генератора 4 модулирующего напряжения, диссекторного фотоприемника 5, генератора 6, от †: клоняющего напряжения, блока 7 изме2 ретения — уменьшение времени и повышение точности измерений. эа счет формирования более точных оценок измеряемого параметра перед вычислением среднего. Способ заключается в формировании сигнала расстройки, пропорционального положению аэроматической полосы, изменении разности хода интерферирующих лучей в сторону уменьшения сигнала расстройки, сравнении сигнала расстройки с допустимой ошибкой измерения, сложении сигнала расстройки с сигналом, пропорцио»ал,— ным изменению разности хода, и усреднении тех суммарных значений, для которых сигнал расстройки меньше допустимой ошибки. 1 ил. нения положения ахроматической полосы, формирователя 8 сигнала фиксированной длительности, формирователя

9 сигнала расстройки, генератора 10 компенсирующего напряжения, датчика (Д

ll перемещения опорного зеркала, (" формирователя 12 сигнала дог тимой в 1 ошибки, блока 1.3 сравнения, вь числ»- р тельного блока 14.

Интерферометр 1 оптически связан с диссекторным фо оприемником 5, отклоняющая система которого связана с выходом генератора б отклоняющего напряжения, а выход — с блоком 7 иэ-! мерения положения ахроматической по — М лосы, выход которого подключен к»ервому входу формирователя 9 сигнала расстройки, к второму входу которого

-подключен формирователь 8 сигнала фиксированной длительности. Вь.ход

1575070 формирователя 9 сигнала расстройки связан с входом блока 13 сравнения и входом генератора 10 компенсирующего напряжения выход которого свяФ

5 зан с модулятором 3, к которому подключен также генератор 4 модулирующего на- ряжения. Вход датчика !1 перемещения опорного зеркала связан с опорным зеркаЛом 2, а его выход— с первым входом вычислительного блока 14 второй вход которого связан с выходом блока 13 сравнения, а выход вычислительного блока 14 связан с генератором 6 отклоняющего напряжения. Выход формирователя 12 сигнала допустимой ошибки подключен к второму входу блока 13 сравнения, Выход формирователя 9 сигнала расстройки связан с входом вычислительного блока 14, 0

Способ и работа устройства осуществляются следующим образом.

Генератор 4 модулирующего напряжения приводит в периодическое движение модулятор 3, на котором закреплено 25 опорное зеркало 2 интерферометра 1, Диссекторный фотоприемник 5 осущест-вляет построчную регистрацию интерференционного поля. На выходе диссекторного фотоприемника 5 возникает фотоэлектрический сигнал, полученный в результате преобразования интерференционной картины в i-сечении интер— ференционного поля. Блок 7 измерения положения ахроматической полосы вьще— лен из поступающего на вход сигнала пик, связанный с ахроматической полосой, и формирует сигнал, пропорциональный временному положению центра ахроматической относительно начала

40 развертки, Формирователь 8 формирует сигнал, длительность которого не изменяется и равняется приблизительно

1/4 периода модуляции. Сигналы с выходов блока 7 и формирователя 8 посту"пают на вход формирователя 9 сигнала расстройки, который формирует импульс, пропорциональный разности длительностей входных сигналов, т,е. пропорциональный положению пика сигнала, 50 связанного с ахроматической полосой, полученной на выходе фотоприемника

5, относительно положения, выбранного с помощью сигнала фиксированной длительности за начальное ° За началь55 ное положение центра ахроматической полосы, относительно которого производится автоподстройка, принимается то положение, когда длительности сигнилов, сформированных блоком 7 z> формирователем 8, .равны.

Сигнал расстройки подается на генератор 10 компенсирующего напряжения, который в зависимости от знака и величины расстройки формирует напряжение соответствующего уровня, подаваемое на модулятор 3 с таким знаком, чтобы в результате возникающего при этбм смещения опорного зеркала

2 сигнал расстройки уменьшался. Перемещение опорного зеркала непрерывно измеряется датчиком 1 1 перемещения.

Формирователь 12 сигнала допустимой ошибки формирует сигнал, длительность которого задает максимальный сигнал расстройки, В блоке 13 осуществляется сравнение сигнала допустимой ошибки, сформированного формирователем 12, и сигнала расстройки, сформированного формирователем 9 °

Если сигнал расстройки меньше величины заданной формирователем 12, блок 13 сравнения формирует сигнал управления, который подается на вычислительный блок 14, и в память вычислительного блока 14 записываются показания датчика ll перемещения и величина сигнала расстройки с выхода формирователя 9. Если сигнал расстройки больше сигнала допустимой ошибки, производится автоподстройка, заключающаяся в дополнительном изме.нении разности хода ннтеферирующих лучей в сторону уменьшения сигнала расстройки, преобразовании фотоэлектрического сигнала, полученного на

- выходе фотоприемника 5, в последующих периодах модуляции в той стороне интерференционного поля в блоке 7, где формируется сигнал о положении центра ахроматической полосы, сравнении его с сигналом фиксированной длительности, в формировании сигнала расстройки и сравнении его с сигналом допустимой ошибки. Эти операции повторяются до тех пор, пока сигнал расстройки не станет меньше сигнала допустимой ошибки. Тогда блок 13 формирует сигнал управления и в память вычислительного блока 14 попадают лишь те пары значений показаний датчика 11 перемещения и сигнала расстройки, для которых сигнал расстройки меньше сигнала допустимой ошибки, т.е., отклонение ахроматической полосы от начального положения не

5 1575070

6 превышает заданной величины, которая сечении; п — степень усреднения; может быть выбрана достаточно . малой. L. — показания датчика 11 при i-том т измерении; Š— значение сигнала расстройки, и дает команду на отклоняющую систему фотоприемника. Вышеперечисленный цикл операции повторяется во всех сечениях поочередно, Составитель М.Кузнецов.Редактор М.Товтин Техред М.Ходапнч Корректор Т.Малец

Заказ 1780 Тираж 489 Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101

Если за счет, например, вибрации разность хода плеч интерферометра изменится на столько, что сигнал расстройки будет больше сигнала допустимой ошибки, блок сравнения 13 блокирует входы вычислительного устройства

14 и соответствующие исключаются из последующей обработки до тех пор, пока сигнал ошибки не станет мен.,ше сигнала допустимой ошибки, После того,как в данном. сечении будет 15 сделано заданное количество отсчетов, необходимое для статистического усреднения, вычислительный блок вычисляет высоту перепада профиля поверхности

2(Е;, + .;у 20 в этом сечении i = - — - - — - -, где и

L — высота перепада профиля в данном

Формула изобрет ения

Способ измерения геометрических параметров поверхности в интерференционном профилографе белого света по авт. св. К - 1298542, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения времени измерений и повышения точности за счет формирования более точных оценок измеряемого параметра, перед вычислением среднего к каждому иэ и значений добавляют значение соответствующего сигнала расстройки.