Интерферометр для измерения неплоскостности и непрямолинейности поверхностей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ Св ИТВЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соцмалмстичесник

Республик о)875209 (61) Дополмительмое к авт. свид-ву— (22) Заявлено 150279 (21) 2724311/25-28 с присоединением заявки H9— (23) ПриоритетОпубликовамо 231081. Бюллетень Й9 39

Дата опубликования описания 2310,81 (51)м. Кл з

О 01 В 9/02

6 01 В 11/24

Государственный квинтет

СССР но amass изобретений н отнрытнй (53) УДК 531.715 ° 1 (088. 8) В.А.Сойту, С.Д.Голод, Н. Н. Варнавский, О.В

М.Д.Модель, Ю.С.Скворцов и В.П.Трегуб (22) Авторы изобретемия (21) Заявитель (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕПЛОСКОСТНОСТИ

И НЕПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относится к контроль" но-измерительной технике, а именно к приборам для измерения неплоскостности и непрямолинейности доведенных, шлифованных и шаброванных поверхностей как малой, так и большой протяженности, и может быть использовано, например, для измерения неплоскостности и непрямолинейности поверочных нлнт н линеек, направляющих .станков

ТеДе

Известен интерферометр для измерения неплоскостности и непрямолинейности поверхностей, содержащий ис- 35 точник света и расположенные по ходу светового луча расширитель светового луча, формирователь информационного и референтного световых лучей; расположенный перед контролируемой.по- 20 верхностью и выполненный в виде прозрачной дифракционной решетки, смеситель информационного и референтного световых лучей, расположенный за контролируемой поверхностью и выпол- 2з ненный в виде прозрачной дифракционной:решетки,и наблюдательную систему с отсчетным устройством ).11

Недостатками этого интерферометра являются низкая разрешающая способ- 30 ность и точность измерения и малая длина контролируемых поверхностей.

Наиболее близким устройством по своей технической сущности к изобретению является интерферометр для измерения неплоскостностн и непрямолинейности поверхностей, содержащий источник света и расположенные по ходу светового луча светоделительную пластину, делящую световой луч на две ветки, расположенные в одной из ветвей формирователь информационного и референтного световых лучей и отражатель информационного н референтного световых лучей, и расположенную в другой из ветвей наблюдательную систему f2 ).

Формирователь информационного и референтного световых лучей расположен перед контролируемой поверхностью .и выполнен в виде двух зеркал.

Отражатель информационного и референтного световых лучей расположен эа контролируемой поверхностью и выполнен в виде двух зеркал.

Недостатками известного устройства является недостаточно высокая точность измерения, вследствие прохождения информационного и референтного

875209 световых лучей на некотором удалении друг от друга, сложная оптическая схема совмещения информационного и референтного световых лучей и малая ширина контролируемой поверхности из-за деления в формирователе сечения светового луча, вышедшего из расширителя, 1пополам.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что и формирователь и отражатель ин- формационного и референтного световых лучей выполнены в виде оптического клина, у которого на переднюю по ходу светового луча поверхность нанесено светоделительное покрытие, а на заднюю поверхность — отражающее покрытие..

На чертеже изображена принципиаль-ная схема интерферометра для измерения неплоскостности и непрямолинейности поверхностей.

Интерферометр содержит источник 1 света, диафрагму 2 и расположенные по ходу светового луча светоделитель- ную пластину 3, делящую световой луч на две ветви, расположенные в одной из ветвей расширитель 4 светового луча, выполненный в виде объектива, формирователь 5 информационного и референтного световых лучей и отражатель 6 информационного и референтного световых .лучей и расположенную в другой из ветвей диафрагму 7 и наблюдательную систему 8.

И формирователь и отражатель информационного и референтного световых лучей выполнены в виде оптического клина, у которого на переднюю по ходу светового луча поверхность нанесено светоделительное покрытие, а на заднюю поверхность — отражающее покрытие.

Интерферометр работает следующим образом.

Источник 1 света направляет световой,луч на диафрагму 2. Вышедший иэ диафрагмы 2 световой луч отклоняется ! светоделительной пластиной 3 и направляется в расширитель 4 светового луча. Расширенный и к1оллимированный световой луч направляется далее на формирователь 5 информационного и референтного световых лучей, выполненного в виде оптического. клина.

Часть. светового луча отражается от передней поверхности оптического клина и, образуя информационный световой луч, направляется под углом о на конт- ролируемую поверхность 9. Другая часть светового луча проходит в оптический клин, отражается от его задней поверхности, выходит из оптического клина и, образуя референт ный световой луч, направляется параллельно контролируемой поверхности на отражатель 6 информационного и референтного световых лучей, выполненного в виде оптического клина. Отразившись от передней поверхности этого оптического клина референтный световой луч направляется в строго обратном направлении в формирователь 5

5,информационного и референтного свето вых лучей, выполненных в виде оптического клина, проходит в него, отражается от его задней поверхности и выходит иэ клина через его переднюю поверхность. Информационный световой луч, отразившись от контролируемой по-. верхности 9, направляется в отражатель 6 информационного и референтного световых лучей, выполненных в виде оптического клина, входит в него, отражается от его задней поверхности и направляется в строго обратном направлении снова на контролируемую поверхность 9, а затем на формирователь 5 информационного и референтно20 го световых лучей. Возвратившийся информационный световой луч отражается от передней поверхности этого формирователя 5,интерферируетс возвратившимся референтным световым лучом и д направляется совместно с ним в расширитель 4 светового луча, пройдя который интерферирующие световые лучи

{информационный и референтный) направляются на диафрагму 7, а затем в наблюдательную систему 8.

При измерении нвплоскостности или непрямолинейности поверхностей происходит следующее.

Из расширителя 4 светового луча выходит расширенный и коллимированный световой луч, имеющий плоский волновой фронт. После деления этого светового луча формирователем 5 на референтный и информационный световые лучи плоский волновой фронт в референтном лу40 че сохраняется, а в информационном световом луче,. вследствие его взаимодействия с контролируемой поверхностью

9, волновой фронт претерпевает дважды искажения, пропорциональные макро45 и микронеровностям контролируемой поверхности 9. Искажение волнового фронта информационного светового луча визуализируется в наблюдательной системе 8 в виде искривления полос интерференционной картины, при этом искривление полос интерференционной картины на ширину одной интерференционной полосы соответствует непрямолинейности или неплоскостности контролируемой поверхности

Л где 3-- длина волны источника 1 света, а о - угол между информационным световым лучом и контролируемой поверхностью 9.

Использование в качестве формироg0 вателя 5 и отражателя 6 информационного и референтного световых лучей оптических клиньев позволяет получить цену деления одной интерференционной полосы, кратную целому числу микрометров; уравнять длину референтного

875209

Формула изобретения

Составитель,Л.Лобэова

Редактор В.Еремеева Техред Т.Маточка Корректор М.демчик

Заказ 9309/65 . Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 и информационного световых лучей и обеспечить таким образом работу в квазимонохроматическом и даже белом свете, обеспечить малые световые потери.

Технико-экономические преимущества описываемого интерферометра заключа5 ются в том, что предлагаемый интерферометр имеет более чем в 1,5 раза меньшую погрешность измерения, чем. известный, и более чем в 3-5 раз меньшую погрешность измерения, чем известный; интерферометр позволит осуществлять контроль поверхностей .шириной до 70 мм, в то время как на известном можно контролировать поверхность шириной не более 15 йм, а сложность изготовления интерферометра, по крайней мере, в 1,5 раза меньше, чем известного.

Интерферометр для измерения неплоскостности и непрямолинейности поверхностей, содержащий источник света и расположенную по ходу светового луча светоделительную пластину, делящую световой луч на две ветви, расположенные в одной иэ ветвей форми- рователь информационного и референтного световых лучей и отражатель информационного и референтного световых лучей,и расположенную в другой из ветвей наблюдательную систему, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повыаения точности измерения, и формирователь и отражатель информационного и референтного световых лучей выполнены в виде оптического клина, у которого на переднюю по ходу:. светового луча поверхность нанесено светоделительное покрытие, а на заднюю поверхность - отражающее покрытие.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сойту В.А. Оптико-механические приборы для контроля непрямолинейнос. ти. Обзор Р .1334, М., Изд. HHHHTBH

1976 е с 53 54

2 ° Медянцев Л.Л. и др. Контроль прямолинейности и плоскости поверхностей М., Изд. Стандартов, 1972, с. 79-80 (прототип).