Способ измерения непрямолинейности и неплоскостности и устройство для его осуществления

 

О П И С А Н И Е (977954

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсиик

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Дополнительное к авт. санд-ву (22)Заивлено10.02.81 (23) 3246850/18-28 (51)М. 5(л.

3 с присоединением заявки М(23 } Приоритет

Ст 01 В 21/00

3Веударстеееы6 кемитет

СССР ао делен взе4ретение и открытка: (>33 Щ К531.7 (088.8) Опубликовано 30.11.82. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 30.11.82

A. А. Арефьев, И, М. Ефименко, А. М. Жиакин, - . ..., l:; !„"- )g

В. A. Илюхин и А. В. Фальцман

) - -"

1...::, ъ J

f

1

Московский ордена Ленина институт инженерно@,, геодезии, аэрофотосьемки и картографии, (72) Авторы изобретения (Vl) Заявнтель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ

И HEfIJIOCKGCTHOCTH И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕЮ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ го

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при проведении высокоточных створных измерений и контроле прямолинейности на различных этапах строительства, монтажа и эксплуатации инженерных соору5 жений и технологического оборудования, а также в машиностроительной метрологии. о

Известен способ измерения непрямолинейности, заключающийся в том, что опор- ное направление светового пучка задается центром сканирования светового пучка, сканируемый в начале контролируемой трассы световой пучок анализируют и выделяют оптический сигнал с амплитудой, пропорциональной смещению центра сканирования относительно оси сканирования, и регистрируют полученный сигнал (1 1, Известно устройство для измерения непрямолинейности, состоящее из последовательно расположенных источника излучения, сканера и фотоэлектрического анализатора поперечных смещений с анализи рующей щелью и фотоприемника, выход которого соединен с регистратором Г1).

Недостатком данных способа и устройства является невысокая точность измерения непрямолинейности вследствие флуктуации энергетического центра в сечении анализируемого светового пучка и нестабильности положения пучка, задающего опорное напряжение, вызываемое атмосферными помехами, дифракцией на краях газоразрядной трубки (у лазера), деформацией элементов устройства и т. д.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ измерения непрямолинейности и неплоскост ности, заключающийся в,том, что на фотоэлектрическом анализаторе создают опорную световую картину, производят сканирование информационной световой картины, определяют взаимокорреляционную функцию между опорным и информационным сигна лами, получаемыми при сравнении опорной и информационной световых картин, пре3 97795 образуют полученное значение взаимокор реляционной функции в электрический сигнал, регистрируют его и по положению

его максимума судят о величине непрямоаинейности или неплоскостности f23, 5

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения непрямблинейности и неплоскостности, содержащее источник излучения, соединенные последовательно блок сканирования и блок )0 регистрации световой картины, фотоприемник и вычислительный блок f 2).

Недостатком известных способа и устройства является невысокая точность измерений из-аа отсутствия компенсации 15 помех, имеюшихся в информационном сиг- . нале.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет учета влияния помех. 20

Поставленная цепь достигается тем. что согласно способу производят многократную динамическую регистрацию опор ной световой картины в промежутках меж ду сравнениями ее с информационной све- 25 товой картиной.

В устройстве для измерения непрямолинейности и неплоскостности, содержащем источник излучения, соединенные последовательно блок сканирования и блок З0 регистрации световой картины, фотоприемник и вычислительный блок, блок регистрации световой картины выполнен в виде управляющего динамического транспаранта с блоком управления.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство.для измерения непрямолинейности и неплоскостности состоит из источника 1 излучения, блока 2 сканирования и соединенных последовательно блока 3 регистрации световой картины с блоком 4 управления, фотоприемника 5 и вычислительного блока 6.

Устройство работает следующим образом.

Пучок света от источника 1 излучения направляют на блок 3 регистрации световой картины (динамический транспарант), установленный в плоскости анали50 эа, задавая тем самым опорное направление. Динамический транспарант представляет собой разновидность пространственного модулятора света. При подаче на него импульса напряжения записи 05о„

55 с блока 4 управления динамический транспарант регистрирует энергетический профиль падаюшего на него светового пучка от источника излучения и хранит записанную информацию после снятия напряжения, После записи энергетического профиля светового пучка на динамическом транспаранте включают блок 2 сканирования,осушествляюший сканирование пучка в пространстве с частотой эадаюшего генератора блока 2 сканирования. При сканировании светового пучка по динамическо му транспаранту производится анализ положения изображения светового пучка относительно центра сканирования и выделяется оптический сигнал рассогласования,имеюший первую гармонику с амплитудой, пропорциональной смещению, который после преобразования на фотоприемнике 5 в электрический подается на вычислительный блок 6. При совпадении изображения светового пучка на динамическом транспаранте с центром сканирования с фотоприемника 5 поступает сигнал с частотой вдвое большей частоты сканирования.

Исходя иэ того, что флуктуации распределенияэнергии в анализируемом сечении пучка и изменение параметров внешней среды являются случайными процес сами протяженными во времени л(),можно всегда выбрать такой оптимальный промежуток времени дно„,за который перераспределение энергии в пучке и его угловые уводы будут незначительны и их влиянием на погрешность измерений можно пренебречь. Тогда дпя обеспечения оптимальной работы устройства через каждый промежуток времени дпо„т следует ттроизводить перерегистрацию энергетического профиля светового пучка, т.е. стереть изображение пучка на динамическом транспаранте, подав на него с блока 4 управления напряжение стирания О т и, остановив процесс сканирования, записать новое иэображение пучка, подав на динамический транспарант напряжение U

Таким образом, динамический транспарант, на котором осушествляется периодическая перерегистрация энергетического профиля светового пучка, постоянно будет являться оптимальным анализатором смещений.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют повысить точность измерений и надежность работы за счет применения оптимальной перерегистрации светового пучка в плоскости анализа с использованием динамического транспаранта. формула изобретения

1. Способ измерения непрямолинейности и неплоскостности, закжочанчпи Р я в

54 6 точник излучения, соединенные последовательно блок сканирования и блок регисй ранки световой картины, фотоприемник и вычислительный блок, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет учета вли яния помех, блок регистрапии световой картины выполнен в виде управляемого динамического транспаранта с блоком управления, Составитель E. Глазкова

Редактор Ю. Ковач Техред М.Коштура

Корректор А. Дзятко

Заказ 9199/55 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

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

3 9779 том, что на фотоэлектрическом анализаторе создают опорную световую картину, производят сканирование информационной световой картины, определяют взаимокорреляционную функцию между опорным и информационным сигналами, получаемыми при сравнении опорной и информационной световых картин; преобразуют полученное значение взаимокорреляционной функпии в электрический сигнал, регистрируют f9 его и по положению его максимума су» дят о величине непрямолииейности или неплоскостности, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышеьия точности измерений за счет учета влияния помех, производят многократную динами.ческую регистрацию опорной световой кар тины в промежутках между сравнениями ее с информационной световой картиной.

2. Устройство для измерения непрямо- щ линейности и неплоскостности, содержащее источник излучения, содержащее исИсточники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Алякишев С. А. Лазерное устройство для установки прямолинейности. Применение газовых лазеров в геодезии", Зтектроника СВЧ, вып. 1 (1), 1972, черт. 5.

2. Белоглазов И. Н., Тарасенко В. П.

Корреляционно-измерительные системы, М., Сов. Радио, 1074,с. 35-37 (прототип).