Устройство для измерения шероховатости поверхности

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в отраслях машино-, приборостроения, электронной промышленности, связанных с контролем шероховатости механически обработанных поверхностей. Цель изобретения - повышение достоверности и точности измерения за счет обеспечения закономерного, поддающегося точному учету изменения относительной осевой интенсивности каждого из пучков, за счет заранее заданного и изменяемого в широких пределах диапазона измерения и шага дискретизации и уменьшения влияния погрешности установки измеряемой поверхности. Устройство для измерения шероховатости поверхности содержит последовательно расположенные лазер 1, коллиматор 2, диафрагму 3, вогнутое зеркало 9, многоэлементный приемник 10 излучения, блок 11 обработки сигнала. Между измеряемой поверхностью 12 и диафрагмой 3 установлена светоделительная клиновидная пластинка 4 для получения астигматической сходящейся совокупности световых пучков, на стороне которой, обращенной к диафрагме 3, последовательно нанесены светоотражающий 6 и светопоглощающий 7 участки и прикреплен многоэлементный приемник 10 излучения, а на стороне, обращенной к измеряемой поверхности 12, напротив указанных участков в той же последовательности нанесены частично светоотражающий 5 и светопоглощающий 8 участки. Вогнутое зеркало 9 установлено с возможностью направления указанных световых пучков на многоэлементный приемник 10 излучения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (лцзр G 01 В 11/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4448942/25-28 (22) 27.06.88 (46) 23.08,90, Бюл. N. 31 (71) Киевский политехнический институт им.

50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) С.Т,Коваль, Т.В.Левченко, Ю.И.Савченко и Г.А.Левченко (53) 531.715.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1326881, кл. G 01 B 11/30, 1986, (54).УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в отраслях машино-, приборостроения, электронной промышленности, связанных с контролем шероховатости механически обработанных поверхностей. Цель изобретения — повышение достоверности и точности измерения за счет обеспечения закономерного, поддающегося точному учету изменения относительной осевой интенсивности каждого из пучков, за счет заранее заданного и изменяемого в широких преде„„Ы2„„1587331 А1 лах диапазона измерения и шага дискретизации и уменьшения влияния погрешности установки измеряемой поверхности. Устройство для измерения шероховатости поверхности содержит последовательно расположенные лазер 1, коллиматор 2, диафрагму 3, вогнутое зеркало 9, многоэлементный приемник 10 излучения, блок 11 обработки сигнала. Между измеряемой поверхностью 12 и диафрагмой 3 установлена светоделительная клиновидная пластинка 4 для получения астигматической сходящейся совокупности световых пучков, на стороне которой, обращенной к диафрагме 3, последовательно нанесены светоотражающий 6 и светопоглощающий 7 участки и прикреплен

О. многоэлемейтный приемник 10 излучения, а на стороне, обращенной к измеряемой поверхности 12, напротив указанных участков в той же последовательности нанесены частично светоотражающий 5 и светопоглощающий 8 участки. Вогнутое зеркало 9 установлено с воэможностью направления указанных световых пучков на многоэлементный приемник 10 излучения. 1 ил.

1587331

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в отраслях машино- и приборостроения, элек, тронной промышленности, связанных с контролем шероховатости механически об- 5 работанных поверхностей.

Цель изобретения — повышение достоверности и точности измерения эа счет обеспечения закономерного, поддающего- 10 ся точному учету, изменению относительной осевой интенсивности каждого из пучков за счет заранее заданного и изменяемого в широких пределах диапазона изме- рения и шага дискретизации и уменьшения 15 влияния погрешности установки измеряе мой поверхности.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для измерения шероховатости поверхности. 20

Устройство содержит лазер 1, последовательно расположенные по ходу распространения падающего излучения коллиматор

2 с диафрагмой 3, предназначенные для создания близкого к параллельному узкого 25 светового пучка, светоделительную клино, :видную пластинку 4 с нанесенными частич но светоотражающей 5, светоотражающей

6, светопоглощающими 7 и 8 пленками, по-! следовательно расположенные по ходу рас- 30 пространения отраженного излучения, вогнутое зеркало 9 и многоэлементный приемник 10 излучения, например прибор с зарядовой связью, расположенный на, свободной от покрытия стороне пластинки 35 ! 4, обращенной к диафрагме 3. Вогнутое зер кало 9 установлено с возможностью отраже ния астигматической совокупности световых пучков на многоэлементный приемник 10 излучения, соединенный с блоком 40

11 обработки сигнала;

Устройство работает следующим образом.

Световой пучок от лазера 1 проходит через коллиматор 2 с диафрагмой 3, сужает- 45 ся, коллимируется и направляется на светоделительную клиновидную пластинку 4, Указанный первичный световой пучок многократно отражается от пленок 5 и 6 внутри пластинки 4 и, преломляясь на ее стороне,- 50 обращенной к измеряемой поерхности 12, образует вторичную астигматическую сходящуюся систему световых пучков, величина астигматизма и угловое расстояние между пучками которой определяется углом 55 падения первичного светового пучка на пластинку 4, углом клина пластинки 4 и наибольшей толщиной пластинки 4. После многократного отражения внутри пластинки 4 первичный световой пучок попадает на светопоглощающие пленки 7 и 8 и поглощается.

Вторичная астигматичная совокупность сходящихся световых пучков после отражения от измеряемой поверхности 12 преобразуется в астигматическую совокупность расходящихся световых пучков и вогнутым зеркалом 9 направляется на многоэлементный приемник 10 излучения, сигналы с которого поступают в блок 11 обработки сигнала, Блок 11 определяет взаимное положение указанных световых пучков, а также их относительную интенсивность с учетом закономерного уменьшения интенсивности внутри пластинки 4 при многократных отражениях первичного светового пучка. При определенном угле падения светового пучка, определяемом величиной шероховатости поверхности, происходит его зеркальное отражение и, соответственно, увеличение осевой относительной интенсивности излучения. Относительное положение (номер) светового пучка, начиная с которого его относительная осевая интенсивность резко возрастает, является мерой шероховатости поверхности. Относительная осевая интенсивность сходящихся световых пучков определяется по формуле

ii iо — (" p)p где Io — интенсивность первичного светового пучка; р — коэффициент отражения частично светоотражающей пленки 5; и — номер светового пучка во вторичной астигматической совокупности сходящихся световых пучков.

Формула изобретения

Устройство для измерения шероховатости поверхности, содержащее последовательно расположенные на одной оси осветитель, коллиматор и диафрагму, предназначенные для установки под острым уг-. лом к измеряемой поверхности, и многоэлементный приемник излучения, предназначенный для установки по ходу отраженного от измеряемой поверхности излучения, и блок обработки сигнала, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и точности измерения, оно снабжено светоделительной клиновидной пластинкой для получения астигматической сходящейся совокупности световых пучков и предназначенной для установки между диафрагмой и измеряемой поверхностью, и вогнутым зеркалом, предназначенным для установки по ходу отраженных от измеряемой поверхности световых пучков с возможностью направления их на много1587331, 6

Составитель Л.Лобзова

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор В.Данко

Заказ 2412 Тираж 494. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 элементный приемник излучения, на стороне пластины, обращенной к диафрагме, последовательно нанесены светоотражающий и светоноглощающий участки и установлен многоэлементный приемник излучения, а на противоположной стороне пластины, обращенной к измеряемой поверхности, нанесены в той же последовательности частично светоотражающий и светопоглощающий

5 участки.