Устройство для измерения малых размеров

 

1

О и И С А К В

ИЗОБРЕТЕН И

Союз Советских

Социалистических

Республик 731278.(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.0178 (2 1) 256 8 833/25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.0480 Бюллетень 9

Дата опубликования описания 300 48

1)М. Кл.2

G 01 В 11/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытн й

3) УДК 531.715 (088.8) (72) Авторы изобретения

Р.М. Бычков, В.И. Волков и Н.Г. Соловьев (71) 3а яв ит ель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ РАЗМЕРОВ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля диаметров проводов, волокон.

Известно устройство для измерения линейных размеров, состоящее из источника излучения, устройства для установки измеряемых объектов на определенном расстоянии от экрана, каретки с фотоприемником, позволяющим измерить расстояние между двумя первыми т(п, расположенными симметрично относительно центра дифракционной картины (1).

Недостатком устройства является то, что измерение расстояния осуществляется фотоприемником, перемещающимся с помощью микрометрическотзо винта, что не обеспечивает достаточной точности.

Наиболее близким к предлагаемому"по технической сущности является устройство для измерения малых размеров, например диаметров тонких проводов, содержащее источник монохроматического излучения, например лазер, последовательно расположенные по ходу световых лучей телескопическую систему, оптический фильтр, фокусирующую оптическую систему, пространственный. фильтр, фотоприемник и считывающий электронный блок (2) .

Недостаток данного устройства состоит в том, что применение пространственного фильтра, выполненного в виде вращающегося шелевого диска и щелевой диафрагмы, для измерения расстояния не обеспечивает высокой точности измерения.

Бель и эобретени я — повышение точности измерени я.

Поставленная цель достигает ся тем, что устройство снабжено свето15 делительной пластиной, установленной перед телескопической системой, диафрагмой, располагаемой за ней перед объектом, интерферометром

Майкельсона, подвижное зеркало ко20 торого жестко связано с пространственным фильтром, вторым фотоприемником, установленным на выходе интерферометра .и связанным выходом со вторым входом считывающего электронного блока.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит лазер 1,све30 тоделительную пластину 2, делящую

731278 световой пучок лазера на два луча, телескопическую систему 3, расши- ряющую световой пучок лазера 1, диафрагму 4, которая устраняет влияние спектра оправы линзы телескопической системы 3 на спектр.контролируемого объекта 5, оптический фильтр 6, в фокальной плоскости которого образуется частотный спектр контролируемого объекта, фокусирующую линзу 7, проектирующую иэображение спектра на пространственный фильтр 8, за которым расположен фотоприемник 9, пространственный фильтр 8 жестко связан с подвижным зеркалом 10 интерферометра Майкельсона, состоящего из светоделителя

ll и неподвижного зеркала 12 зеркало 13. Интерференционная картина регистрируется фотоприемником 14, выход которого связан со входом ум-. ножителя 15 частоты, а выход умножителя, так же, как и выход фотоприемника 9, соединен со входом электронного блока 16 обработки электрических сигналов и индикации .

Устройство работает следующим образом.

Луч лазера 1 попадает на светоделитель 2,. разделяющий луч на два пучка, один из которых, проходя оптическую систему 3, расширяется, освещая диафрагму 4. Пучок света, прошедший через диафрагму 4, освещает контролируемый объект 5 . Свет, дифрагированный на диафрагме 4 и контролируемом объекте 5, собирается линзой 6 в фокальной плоскости, образует частотный спектр объекта и диафрагмы. Линза 7 переносит изображение частотного .спектра объекта .с увеличением или уменьшением (в зависимости от размера контролируемого объекта) в плоскость пространственного фильтра 8, Колебания про" странственного фильтра 8 приводят к дифракции светового поля частотного спектра объекта.. Дифрагированный на пространственном фильтре 8 свет попадает на фотоприемник 9 .

Электрический сигнал с выхода фотоприемника 9 поступает на блок 16 обработки и индикации, Вместе с пространственным фильт" ром 8, перемещается подвижное зеркало 10 интерферометра, образованного светоделителем 11 и неподвижным зеркалом 12. Свет и интерферометр поступает со светоделителя 2 и зеркала 13. Интерференционная картина регистрируется фотоприемником 14.

Частота электрического сигнала на его выходе определяется скоростью движения зеркала 10 а следовательно, скоростью перемещения жестко связанного с ним пространственного фильтра 8. Частота этого сигнала умножается в rt. раз умножителем 15, о после чего сигнал поступает на блок 16 обработки и индикации, где обрабатывается совместно с сиг" налом фотоприемника 9. На выходе получают величину линейного размера в миллиметрах.

Предлагаемое устройство позволяет увеличить точность измерения, расширить пределы измерения, созда° ет возможность измерять не только диаметры деталей, но и шаг метрических реэьб.

Формула изобретения 25 Устройство для измерения малых размеров, содержащее источник монохроматического и злучени я, последовательно расположенные по ходу световых лучей телескопическую систему, оптический фильтр, фокусирующую оптическую систему, пространственный фильтр, фотоприемник и считывающий электронный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено светоделительной пластиной, установленной перед телескопической системой, диафрагмой, располагаемой за ней перед объектом, интерферометром Майкельсона, подвиж4О ное зеркало которого жестко связано с пространственным фильтром,вторым фотоприемником, установленным на выходе интерферометра и связанным выходом со вторым входом считы45 вающего электронного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лизунов В.Д. Дифракционный метод измерения малых размеров с помощью лазера, Труды метрологических институтОв СССР ВНИИ, Вып. 148, 1974, с. 78-79.

2. Патент ClllA Р 3851180, кл. 250-550, 26. 11. 72 (прототип) .

7 31278

-Составитель H. Эахарченко

>ед«тор И. михеева Техред Ж.Кастелевич . KoppeKTop N. Деичик

Закаэ 1493/20 Тираж 801 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, K-35, Раушская наб., д ° 4/5

Филиал ППП Патент, г. оро, ул. Проектная, 4