Интерференционный способ измерения линейных размеров оптически прозрачных объектов с криволинейными поверхностями

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

269320

Союз Советских

Соииалистических

Республик (61) Дополнительное к авт свпд-ву— (,51)М.Кл, G 01 В 11!24 (22) Заявлено 09.04.76 (21) 2347572/25-28 с присоединением заявки—

Государственный комитет (23) Приоритет— ло делам изобретений

153) УДК 535.853,4 (088.8) (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 10.11.80 и открытии (72) Автор изобретения

Г. Б. Кайнер (71) Заявитель Бюро взаимозаменяемости в металлообрабатывающей промышленности (54) И НТЕРФЕРЕН ЦИОН НЫЙ СПОСОБ

ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ

ОПТИЧЕСКИ ПРОЗРАЧНЫХ ОБЪЕКТОВ

С КPИВОЛИНEЙНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ.! 2 ., ет; 8 i1O (нQ — У

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к оптическим средствам измерения линейных размеров.

Известен способ измерения линейных размеров, заключающийся в сравнении измеряемых размеров с длиной волны света при помощи интерференционных компараторов (1).

Однако этот способ позволяет произво.дить измерение линейных размеров лишь объектов с плоскими поверхностями.

Наиболее близким техническим решением является интерференционный способ измерения линейных размеров оптически прозрачных объектов с криволинейнь1ми поверхностями, заключающийся в том, что в рабочую ветвь интерференционного компаратора помещают оптическую систему, содержащую измеряемый объект, расположенный на базовой поверхности, и сравнивают разность фаз рабочего и опорного сигналов (2).

Недостатком известного способа является невысокая точность измерения линейных размеров объектов с малыми радиусами кривизны вследствие рассеяния лучей в воздушной прослойке вблизи измеряемого объекта.

Цель изобретения — повышение точности измерения линейных размеров.

Поставленная цель достигается тем, что измеряемый объект помещают в жидкость, коэффициент преломления которой отличается от коэффициента преломления.материала .измеряемого объекта на величину, достаточную для получения интерференционной,картпны, а опорный сигнал формируют из луча, отразившегося от базовой поверхности, минуя образец.

На чертеже изображена схема, поясняющая способ.

Сосуд 1, заполненный жидкостью 2, в которую погружен измеряемый объект д с криволинейной поверхностью А, помещен

1S в рабочую ветвь пнтерференционного компаратора (на чертеже не,показан).

Для получения интерференционной картины, по которой судят о результатах из,мерения, используют разность хода оптических лучей от базовой поверхности, в качестве которой может быть выбрано, например, дно сосуда или плоская стеклянная пластина, к которой притирают измеряемый объект и от которой отражаются лучи„прошедшие через жидкость и объект, причем один из лучей (1„1, 1з,..., 1„) проходит че,рез всю систему, а другой — либо тоже через всю систему на известном расстоянии х (lz, 1з,..., l„, если l,,âûáðàí за начало отсчета), либо только через жидкость (луч 10) 769320 на известном расстоянии, причем коэффициент п преломления жидкости выбирают отличающимся от коэффициента и, преломления материала измеряемого объекта на величину, достаточную для создания упомя,нутой,разности хода. Эта величина определяется в каждом конкретном случае расчетным путем по известным зависимостям

Направление лучей об означено на чертеже стрелками (вниз — от компаратора, вверх — к компаратору) .

Измерение производится следующим образом.

Получив в компараторе систему интерференционных полос, определяют взаимное положение полос от лучей lp и лучей lь По величине смещения полос определяют оптическую разность хода этих лучей, обусловленную тем, что один луч l> проходит только через слой жидкости, а другой луч— через всю систему: измеряемый объект и слой жидкости. Оценив вышеуказанную разность хода и зная коэффициенты преломления п и nq, определяют по известной формуле длину объекта в заданном сечении.

Измерив длины объекта в ряде сечений, определяют, например, фар му криволинейной поверхности. Получив системы полос, например от l> и 1, определяют аналогичным . образом оптическую разность хода этих лучей и, соответственно, hl, что позволяет затем определить форму криволинейной поверхности объекта.

Коэффициент преломления жидкости обусловлен заданноц чувствительностью и точностью измерения на компараторе. Как правило, эти величины нормируются в долях взаимного смещения двух,интерференционных полос ЛУ соответственно величине Al измеряемого объекта. Исходя из вы, бранных величин Л/ и AU, определяют коэффициент преломления жидкости по формуле

ЬЦ и! п2> где ni — коэффициент преломления жид кости; п — коэффициент преломления материала измеряемого объекта.

Длина l, например, объекта в измеряемом сечении определяется по формуле

5 опт!

n. — и

Й где L,„„„— определяется по смещению интерференционных полос на компараторе.

Погружение прозрачного измеряемого

15 объекта в жидкость с соответствующим коэффициентом преломления позволяет резко . уменьшить рассеяние лучей на границе объекта и жидкости, что позволяет повысить точность измерения линейных размеров объ20 ектов с малыми радиусами кривизны.

Формула изобретения

Интерференционный способ измерения линейных размеров. оптически прозрачных объектов с криволинейными поверхностями, заключающийся в том, что в рабочую ветвь интерференционнопо компаратора помеща30 ют оптическую систему, содержащую измеряемый объект, расположенный на базовой поверхности, и сравнивают разность фаз рабочего и опорного сигналов, - о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения то гности, измеряемый объект помещают в жидкость, коэффициент преломления котррой отличается от коэффициента преломления материала измеряемого объекта на величи,ну, достаточную для получения,интерферен40 ционной картины, а опорный сигнал формируют из луча, отразившегося от базовой поверхности, минуя образец, Источники информации, принятые во

45 вн,иман,ие при экспертизе:,К

1. Захарьевский А Н. Интерфер ометры.

М., 1952, с. 187.

2. Там же, с. 101, 769320

Составитель А. Робинов

Техред И. Пенчко

Корректор С. Файн

Редактор С. Титова

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент»

Заказ 1230/1340 Изд. № 475 . Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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