Оптико-электронный профилометр

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет более точного определения энергетического центра светового пятна. Профилометр состоит из источника 1 излучения, интерферометра, образованного светоделителем 3 и уголковыми отражателями 4 и 5, двухплощадного фотоприемника 11 и привода 13. Смещение луча, вызванное изменением наклонов поверхности контролируемого объекта, компенсируется перемещением фотоприемника 11 под действием привода 13 по сигналам с фотоприемника 11. Перемещение фотоприемника измеряется с помощью интерферометра. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1!) щ) С 01 В 21/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4430670/24-28 (22) 24 .05.88 (46) 15.07.90. Бюл. ))- 26 (71) Институт проблем регистрации информации АН УССР (72) А.А.Антонов, Н.П.Дудник, А.А.Зелинский, В.Н.Федоров, В.А.Хвалов и Л,В.Бутенко (53) 53 1.7 (088.8) (56) Патент США )(3627427, кл. С 11 В 11/30, 1971. (54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРОФИЛОИЕТР (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель

2 изобретения — повышение точности за счет более точного опрецеления энергетического центра светового пятна. Профилометр состоит из источника 1 излучения, интерферометра, образованного светоделителем 3 и уголковыми отражателями 4 и 5, двухплощадного фотоприемника 11 н привода

13. Смещение луча, вызванное измене нием наклонов поверхности контролируемого объекта, компенсируется перемещением фотоприемника 11 под действием привода 13 по сигналам с фотоприемника 11. Перемещение фотоприемника измеряется с помощью интерферометра. 2 ил.

3 1578471

Изобретение относится к контрольно-и"-мерительной технике и может быть использовано для измерения формы отражающих поверхностей.

Цель изобретения - повышение точности за счет более точного определения энергетического центра светового пятна.

На фиг. 1 представлена блок-схема профилометра; на фиг. 2 — схема вычислительного блока.

Профилометр состоит из оптически связанных источника 1 излучения, светоделителей 2 и 3, уголковых отражателей 4 и 5, светоделителя 6 и фотоприемников 7 и 8, оптически. связанных с светоделителем 2 зеркал 9 и 10 и фотоприемника 11, схемы 12 слежения за лучом, электрически. связанной с выходами фотоприемника 11, привода

13, электрически связанного с выходом схемы 12 и механически связанного с фотоприемником 11, вычислительного блока 14, входы которого подклю- 25 чены к выходам фотоприемников 7 и 8 соответственно, регистрирующего блока 15, первый вход которого. подключен к выходу блока 14, блока 16 перемещения контролируемого объекта, выход которого подключен к входу блока 15.

Уголковый отражатель 5 механически связан с фотоприемником 11. Фотопри"емник 11 предназначен для оптической связи с контролируемым объектом че- рез светоделитель 2 и зеркала 9 и 10 и выполнен двухплощадным. Светоделитель 3 и уголковые отражатели 4 и 5 установлены на схеме интерферометра

Майкельсона, 40

Вычислительный блок 14 выполнен из компараторов 17 и 18, входы которых являются входами блока .14, моно вибраторов 19 и 20, входы которых подключены к выходам компараторов 17 и

18, последовательно соединенных инвертора 37, вход которого подключен к выходу компаратора 18 и моновибратора 21, последовательно соединенных инвертора 22, вход которого подключен к выходу компаратора 17 и моновибрато50 ра 23, схемы И 24, входы которой подключены в выходам моновибратора 20 и инвертора 22 соответственно, схемы

И 25, входы которой подключены к .выходам монавибратора 21 и компаратора

18, схемы И 26, входы которой подключены.к выходам моновибратора 19 и компаратора 17> схемы И 27, входы которой подключены к выходам моновибратора 23 и инвертора 37, схемы И 28, входы которой подключены к выходам моновибратора 20 и компаратора 17, схемы И 29, входы которой подключены к выходам моновибратора 21 и инвертора 37 соответственно, схемы И 30, входы которой подключены к выходам моновибратора 19 и инвертора 22, схемы И 31, входы которой. подключены к выходам моновибратора 23 и компаратора 18, схемы ИЛИ 32, входы которой подключены к выходам схем И 24-27„ схемы ИЛИ 33, входы которой подключены к выходам схем 28"31, реверсивного счетчика 34, входы которого подключены к выходам схем ИЛИ 32 и 33 соответственно, и последовательно соединенных цифроаналогового преобразователя 35, вход которого подключен к выходу счетчика 34, и арифметического блока 36, выход которого является выходом блока 14.

Оптико-электронный профилометр работает следующим,образом.

Изменение наклона поверхности контролируемого обьекта вызывает изменение положения луча в плоскости фотоприемника 11. Сигналы с фотоприемника 11., соответствующие смещению луча, обрабатываются в схеме 12. По сигналу от схемы 12 привод 13 компенсирует смещение луча передвижением фотоприемника 11, Перемещения фотоприемника 11 измеряются с помощью интерферометра, образованного светоделителем 3. и уголкавыми отражателями 4 и 5, сигналы с выхода которого поступают на фотоприемники 7 и 8..

Сигналы с фотоприемников 7 и 8 поступают на входы блока 14, который вычисляет профиль поверхности контролируемого объекта. Профиль поверхности регистрируется блоком 15.

Вычислительный блок 14 работает следующим образом.

Поступающие на вход компараторов

17 и 18 синусоидальные сдвинутые по фазе на ii/2 напряжения преобразуются в последовательности прямоугольных импульсов U< и U <. В инверто- ,рах 37 и 22 они инвертируются. Напряжения на .выходах инверторов 37 и 22 обозначим U и U, соответственно.

Поступающие на моновибраторы 20, 21, 19 и 23 прямоугольные импульсы U

U„ U своими передними фронтами формируют короткие прямоугольны

5 . 1578471 у O/,1, 0/V„, 0/U„O/UÄ: Н> ком блоке 36 но соответствующему алэтих импульсов при помощи восьми схем горитму пересчитывается в величину

И 24-31 и двух схем ИЛИ 32 и 36 форми- текущего отклонения профиля контроли- руются последовательности импульсов, руемого объекта. соответствующие возрастанию и убыва5 нию радиуса контролируемого объекта формула изобретения по алгоритмам

Оптико-электронныи профилометр, содержащий источник излучения и координатно-чувствительный фотоприемник, . предназначенный для оптической связи с источником излучения через контролируемую поверхность, о т л и ч а —

15 ю шийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен последовательно соединенными схемой слежения за лучом, электрически связанной с фотоприемником, и приводом перемеще20 ния фотоприемника., светоделителем и интерферометром перемещений, оптически связанным с источником излучения через светоделитель, а измерительное плечо интерферометра механи25 чески связано с фотоприемником.

u+ = (ОИ q V<) V -(ОП 1 a U ) Ч . Ч (О/Uq A U,) V (О/Ы„А U,); и = (О/U AU,) U (О/U,A U )Ч

У (О/V, В 6, ) Ч (О/V, h V ).

Один из этих сигналов поступает на суммирующий, а второй — на вычитающий вход реверсивного счетчика 34. Цифровой сигнал на выходе реверсивного счетчика 34 цифроаналоговым преобразователем 35 преобразуется а аналоговый сигнал. Последний в арифметичес9 иР. 2

Составитель M.Êóçíåöoâ

Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Малец

Редактор В.фельдман

Заказ 1905 Тираж 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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