Проекционно-измерительное устройство

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для точного измерения геометрической формы элементов, образующих протяженные каналы, и для проецирования световых изображений внутрь каналов. Устройство содержит связанные через пентапризму с клином проекционный и измерительный каналы, расположенные перпендикулярно в базовой плоскости; каждый канал содержит визирную марку и визирную измерительную трубу. Положение и размеры прозрачной области транспаранта формирователя изображения проекционной трубы могут изменяться независимо в ортогональных направлениях; оптические оси формирователя и проекционной трубы совмещены. В устройстве происходит создание различных световых изображений в произвольных сечениях малоапертурных протяженных каналов с возможностью оперативного изменения изображения при точном измерении их положения и конфигурации. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для создания световых изображений внутри малоапертурных каналов, точного измерения положения и размеров изображения для определения геометрической формы элементов, образующих каналы, а также в качестве модулятора пространственного положения и конфигурации области засветки устройства для измерения электромагнитного поля.

Известны устройство, основанные на использовании микровыверочных телескопов, позволяющие производить визирование оптическими отсчетными лимбами либо механическими отсчетными барабанами.

Однако для создания светящихся изображений в малоапертурных каналах они непригодны, поскольку оптическая ось визирного канала не совпадает с оптической осью проекционного, что приводит либо к существенным искажения, либо к потере изображения в различных положениях плоскости изображения. Получающаяся при этом засветка конструктивных элементов малоапертурного канала приводит к появлению переотраженного фона, что принципиально недопустимо для работы устройства. Кроме того, окулярная система заведения не обеспечивает достаточной точности измерений.

Известно также устройство, содержащее визирную измерительную трубку и визирную измерительную марку. Измерительная труба содержит формирователь изображения, в котором используется фоторезистивный транспарант, расположенный между сеткой трубы и осветителем. При работе устройства оптические оси проекционного и визирного канала в измерительной трубе совмещаются, что позволяет повысить точность визирования.

Однако для создания световых изображений внутри малоапертурного канала это устройство по-прежнему непригодно, так как изображение формируется лишь в одном сечении канала и не регулируется по положению и конфигурации.

Задачей изобретения является построение устройства для создания различных световых изображений в произвольных сечениях малоапертурных протяженных каналов с возможностью оперативного изменения изображений при точном измерении их пространственного положения и конфигурации.

Для этого в устройство, содержащее основную базовую визирную марку и основную визирную измерительную трубу, образующие проекционный канал, вводится дополнительный измерительный канал, также содержащий дополнительную визирную измерительную трубку и дополнительную базовую визирную марку на ее оптической оси. Каналы связаны через пентапризму с клином и расположены взаимно перпендикулярно. Формирователь изображения основной визирной измерительной трубы выполняется с транспарантом, в котором предусмотрена возможность независимого измерения размеров и положения его прозрачной области в ортогональных направлениях, причем оптические оси формирователя изображения и основной визирной измерительной трубы совмещаются.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Проекционно-измерительное устройство содержит основную визирную измерительную трубу 1 с формирователем изображения 2 и основную базовую визирную марку 3, образующие проекционный канал. Дополнительная визирная измерительная труба 4 и расположенная на ее оптической оси дополнительная базовая визирная марка 5 образуют измерительный канал перпендикулярно проекционному, связанный с ним через пентапризму с клином 6. Транспарант 7 формирователя изображения выполнен с возможностью независимого изменения размеров и положения его прозрачной области в двух перпендикулярных направлениях посредством микрометрических устройств 8; оптическая ось формирователя изображения 2 совмещена с оптической осью основной визирной измерительной трубы. Плоскость создаваемого изображения 10 находится внутри протяженного малоапертурного канала 11.

При работе устройства первоначально совмещаются оптические оси основной визирной измерительной трубы 1 и дополнительной визирной измерительной трубы 4 через пентапризму с клином 6 с помощью основной базовой визирной марки 3 и дополнительной базовой визирной марки 5. Включается осветитель 9 формирователя изображения 2; при этом изображение прозрачной области транспаранта 7 проецируется визирной измерительной трубы 1 на плоскость создаваемого изображения 10 внутри малоапертурного канала 11.

Перемещение изображения в плоскости 10 осуществляется при помощи микрометрических устройств 8, изменяющих положение прозрачной области транспаранта. Изменение конфигурации изображения осуществляется другими элементами этого же устройства, поскольку размеры и положение прозрачной области можно изменять независимо в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

При изменении положения плоскости 10 внутри канала 11 осуществляется перефокусировка изображения соответствующими элементами основной визирной измерительной трубы с одновременным отсчетом дистанции до плоскости 10; для этого при подсветке со стороны основной базовой визирной марки 3 наблюдаются края теневого изображения элемента, образующего плоскость 10, в окуляр основной визирной измерительной трубы 1.

Измерение положения изображения в плоскости 10 и его конфигурации производится механическими отсчетными барабанами дополнительной визирной измерительной трубы 4. При этом всегда имеется возможность восстановления отсчетной оси измерений поскольку при извлечении пентапризмы с клином 6 можно производить визирование на дополнительную базовую визирную марку 5.

Достаточно высокая точность измерений достигается за счет совмещения оптических осей проекционного и дополнительного измерительного каналов с оптической осью формирователя изображения.

Например, проекционно-измерительное устройство, выполненное на базе визирных измерительных труб ППС-11, позволяет внутри канала диаметром 6-3,5 мм протяженностью 1,5 м создавать изображение прямоугольника длиной до 3 мм, шириной более 0,05 мм, и измерять его размеры с погрешностью до 3,5 мкм, пространственное положение с погрешностью до 6 мкм.

Определение геометрической формы элементов, образующих малоапертурный канал, может производиться при проецировании маркеров, создаваемых формирователем изображения, на выступающие элементы, и измерении с помощью основной визирной измерительной трубы. Для увеличения точности, а также для измерений невыступающих элементов можно использовать помещаемые в канал контактные марки или калибры.

Формула изобретения

ПРОЕКЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее проекционный канал, образованный основной визирной измерительной трубой, включающей формирователь изображения, и основной базовой визирной маркой, отличающееся тем, что оно снабжено измерительным каналом, расположенным в базовой плоскости перпендикулярно проекционному каналу и образованным дополнительной визирной измерительной трубой и расположенной на ее оптической оси дополнительной базовой визирной маркой, пентапризмой с клином, предназначенной для связи измерительного канала с проекционным, транспарат формирователя изображения выполнен с возможностью независимого изменения размеров и положения его прозрачной области в двух перпендикулярных направлениях, а оптические оси формирователя изображения и основной визирной измерительной трубы совмещены.

РИСУНКИ

Рисунок 1