Оптико-электронный профилоскоп
Ч
ОПИСАНИЕ 315022
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советоких
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 16.11!.1970 (№ 1416353/25-28) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 21.IX.1971. Бюллетень ¹ 28
Дата опубликования описания 14.XII.1971
МПК G 01Ь 11/24
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УД К 531.715 (088.8 ) Авторы изобретения
А. И. Карташев и С. H. Ивашевский
Заявитель
ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЬ|Й ПРОФИЛОСКОП
Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в машиностроении (при контроле обработки деталей, контроле чистоты поверхности), в метрологии и в других областях, где требуется контроль профиля изделий.
Известен оптико-электронный профилоскоп, содержащий электроннолучевую трубку, оптическую систему, фотоприемник и усилитель сигнала, вход которого подключен к фотоприемнику, а выход которого связан с вертикально отклоняющими пластинами трубки.
Предлагаемый профилоскоп отличается от известного тем, что, с целью повышения точности и автоматизации измерения, он снабжен устройством для развертки изображения светового пятна по измеряемому обьекту., расположенным перед экраном трубки и выполненным, например, в виде плоскопараллельной пластины и привода, вращающего пластину, непрозрачным полуэкраном, установленным перед фотоприемником, регистрирующим устройством, подключенным к выходу усилителя, а оптическая система профилоскопа выполнена в виде трех объективов, первый из которых установлен между устройством для развертки изображения и измеряемым объектом и проектирует световое пятно с экрана трубки на измеряемыи об ьект, второй установлен между. измеряемым объектом и непрозрачным полуэкраном и проектирует модулированный профилем поверхности измеряемого объекта световой поток на полуэкран, а третий установлен между фотоприемником и полуэкраном и
5 проектирует световой поток на фотопрпемник.
На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого профилоскопа.
Профилоскоп содержит электроннолучевую трубку 1, устройство для развертки изображе10 ния светового пятна по измеряемому объекту, выполненное в виде плоскопараллельной пластины 2 и привода 8, объективы 4 — 6, непрозрачный полуэкран 7, зеркала 8 — 10, фотоприемник 11, усилитель 12, регистрирующее уст15 ройство 18 с показывающим прибором 14.
Оптико-электронный профилоскоп работает следующим образом.
Источником света является сфокусированное светящееся пятно на экране электроннолучс20 вой трубки 1. Профилирование участка поверхности осуществляется узким пучком света, получаемым с помощью объектива 4, проецирующего свет на измеряемый объект 1э прп угле падения 45 . Для осуществления псриодп25 ческого сканирования совокупности неровностей на выбранном участке поверхности проектируемым пятном в направлении, перпендикулярном чертежу, имеется устройство для развертки (дефлектор), представляющее собой, 30 например, плоскопараллельную пластш.у 2, 315022
15 вращающуюся от привода 8. Отраженный от поверхности измеряемого объекта 15 под углом 45 световой поток объективом 5 направляется на кромку непрозрачного полуэкрана 7, закрывающего половину поля зрения прибора с помощью зеркал 9 и 10. Далее прошедшая часть светового потока объективом б собирается на фотоприемник П. Если исследуемый участок поверхности идеально гладок и не имеет неровностей, то при движении пятна по этому участку его изображение не будет выходить за пределы кромки полуэкрана, и освещенность фотоприемника будет оставаться постоянной и равной половине исходной, так как кромка полуэкрана приходится ровно посередине изображения пятна. В случае появления неровностей изображение пятна относительно полуэкрана начнет смещаться вниз или вверх в вертикальном направлении, что вызовет уменьшение или увеличение освещенности за полуэкраном в зависимости от характера неровностей (выступы или впадины) . Следовательно, малейшие смещения изображения пятна вызовут появление электричсского сигнала в цепи фотоприемника 11. Такой сигнал, по амплитуде и частоте соответствующий характеру неровности, подается через усилитель 12 на вертикально отклоняющие пластины трубки 1 и фактически является сигналом обратной связи, так как смещает пятно на экране трубки 1 до тех пор, пока не наступает равновесие между приращением освещенности, вызванным наличием неровности и изменением положения изображения пятна в проекционной системе. B этом случае светящееся пятно трубки 1, а следовательно, и его изображенис на измеряемом объекте 15 займет новое положение, а его вторичное изображение в районе полуэкрапа 7 будет удерживаться в границах прямолинейной кромки. При непрерывном продольном движении изображения пятна, осуществляемом с помощью устройства для развертки, вертикальные его смещения по экрану трубки будут соответствовать геометрическому месту точек равноудаленных от секущей плоскости, Определяемой положением кромки полу20
45 экрана 7. Очевидно это сООтветствует профилю исследуемой поверхности согласно определению его методом светового сечения. Совокупности сигналов, поступающих на отклоняющие пластины трубки 1 исследуются с помощью регистрирующего устройства 18, например осциллографа, на экране которого при горизонтальной развертке, синхронизированной с ollтической разверткой луча устройством для развертки, можно наблюдать кривые профили поверхности. Показывающий прибор 14, включенный в выходчую цепь, дает возможность оценить среднюю величину переменного напряжения, пропорционального степени шероховатости.
Предмет изобретения
Оптико-электронный профилоскоп, содержащий электроннолучевую трубку, оптическую систему, фотоприемник и усилитель сигнала, вход которого подключен к фотоприемнику, а выход которого связан с вертикально отклоняющими n;IBcTHHBMH трубки, отлича1ощийся тем, что, с целью повышения точности и автоматизации измерения, Он снабжен устройством для развертки изображения светового пятна по измеряемому объекту, расположенным перед экраном трубки и выполненным, например, в виде плоскопараллельпой пластины и привода, вращающего пластину, непрозрачным полуэкраном, установленным перед фотоприемником, регистрирующим устройством, подключенным к выходу усилителя, а оптическая система профилоскопа выполнена в виде трех объективов, первый из которых установлен между устройством для развертки изображения и измеряемым объектом и проектирует световое пятно с экрана трубки на измеряемый объект, второй установлен между измеряемым объектом и непрозрачным полуэкраном и проектирует модулированный профилем поверхности измеряемого объекта световой поток на полуэкраи, а третий установлен между фотоприемником и полуэкраном и проектирует световой поток на фотоприемник.
315022
12 ч а
I
Составитель Л. Лобзова
Редактор Г. К. Гончарова Техред Л. В. Куклина Корректоры: О. С. Зайцева и Е. Г. Михеева
Заказ 3405/11 Изд. № 1432 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
