DE2658836C2

DE2658836C2 - Vorrichtung zur berührungslosen Dehnungsmessung auf optischem Wege

Info

Publication number: DE2658836C2
Application number: DE19762658836
Authority: DE
Inventors: Peter Ing.(Grad.) 6500 Mainz Henz
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1976-12-24
Filing date: 1976-12-24
Publication date: 1978-09-21
Also published as: DE2658836B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungslosen Dehnungsmessung auf optischem Wege, wobei Lageänderungen von Markierungen auf einer Probe erfaßt werden.

Es ist bereits bekannt (DE-PS 7 26 837), eine feste und eine bewegliche Schneide auf ein zu vermessendes Objekt zu pressen. Beim Dehnen des Objektes wird ein Spiegel, der mit der beweglichen Schneide verbunden ist, gekippt. Diese Kippbewegung wird auf eine Skala übertragen und zur Ermittlung der Längenänderung mit einem Autokollimationsfernrohr beobachtet. Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist es, daß eine mechanische Berührung mit der Probe vorliegen muß. Insbesondere ist es mit dem bekannten Verfahren nicht möglich, im Falle eines Reißens der Probe die Reißlänge bzw. Reißdehnung festzuhalten.

Es sind auch schon auf opto-elektronischem Wege arbeitende Dehnungsmeßvorrichtungen bekannt (DE-OS 2048 870, DE-AS 12 95 240), bei denen die Bewegungen von Markierungen auf einer Probe optisch erfaßt und dann elektronisch weiterverarbeitet werden. Diese Vorrichtungen sind jedoch relativ aufwendig und unbeweglich.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit der auf sehr einfache und wenig aufwendige Weise eine hohe Genauigkeit bei der Dehnungsmessung erzielt werden kann. Die Vorrichtung soll überdies mobil sein, d. h. an beliebigen Stellen ohne großen Aufwand beim Aufbau und Abbau verwendet werden können. Auch soll die Vorrichtung unabhängig von der Probentemperatur einsetzbar sein und durch einen einfachen Justiervorgang an unterschiedliche Entfernungen zur Probe anpaßbar sein.

s Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß in einem Fernrohr in zwei hintereinanderliegenden Ebenen jeweils gleichgerichtete Abbildungen der Markierungen erzeugt werden und daß in der ersten Ebene eine in ihrer Öffnungsgröße veränderliche

ίο Gesichtsfeldblende und in der zweiten Ebene eine - Meßskala angeordnet ist.

Durch Verwendung eines Objektivs im Fernrohr wird am Ort der Gesichtsfeldblende ein umgekehrtes Bild der Markierungen entworfen. Vorteilhaft wird zwischen der

is Gesichtsfeldblende und dem Okular eine aus zwei Linsen bestehende optische Anordnung zur Abbildung der Markierungen im Bereich der Meßskala verwendet. Die Blende ist zweckmäßi^erweise eine Irisblende oder eine verstellbare Spaltblende. Außerdem ist die Vorrichtung zweckmäßigerweise mit einer Kippvorrichtung versehen, um die optische Achse um eine senkrecht zu ihr verlaufende Achse schwenkbar zu machen. Mit dieser sehr einfachen und durch Axialverstellung der Linsen ohne weiteres an verschiedene Objektabstände anpaßbaren Vorrichtung ist eine Dehnungsmessung rasch und zuverlässig möglich, dadurch, daß die durch das Fernrohr beobachteten Markierungen durch Nachfahren der Blende und Bewegen der Kippvorrich tung erfolgt werden und daß die Anfangs- und Endlage des Biides der Blendenbegrenzung und der Skala zur Feststellung der Längenänderung verwendet wird.

Zur Vergrößerung der Tiefenschärfe kann noch eine als Aperturblende wirkende Blende an einer geeigneten Stelle des Strahlenganges eingebaut werden. Außerdem kann die Vorrichtung zweckmäßigerweise so aufgehängt werden, daß sie sich in Richtung der Längsachse leicht neigen läßt Die Vorrichtung ist unabhängig von der Probentemperatur einsetzbar, und durch entspre chende Justierung einer oder mehrerer Linsen ist die jeweilige Entfernung von der Probe zum Gerät einstellbar.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, deren Figur eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt

Auf einer der Anschaulichkeit halber um 90° um die Hochachse nach vorn gekippten Probe 24 sind symmetrisch zur optischen Achse 21 zwei Markierun gen 14 angeordnet, welche vor der Dehnung den Abstand A und nach der Dehnung den Abstand β haben mögen.

Die Markierungen 14 werden durch das Objektiv 17 eines Fernrohres 11 in einer Ebene 12 umgekehrt abgebildet, in der eine Gesichtsfeldblende 15 mit Begrenzungen 22, 23 angebracht ist. Bei der Blende kann es sich z. B. um eine Irisblende oder eine verstellbare Spaltblende handeln.

Durch eine entsprechende optische Anordnung

zweier Linsen, die auch zu einer Linse sehr geringer Brennweite zusammengeschaltet werden können, erfolgen mehrere weitere Abbildungen der Markierungen 14 und damit auch der Begrenzungen 22, 23 der Gesichtsfeldblende 15 in einer Ebene 13, die sich am

b5 Okular 20 befindet. In der Ebene 13 ist am Okular außerdem eine Meßskala 16 angeordnet, welche bei Betrachtung der Markierungen 14 durch das Okular 20 hindurch zusammen mit den Begrenzungen 22, 23 der

Blende 15 scharf sichtbar ist

Zunächst wird die Vorrichtung auf einen gewünschten festen Abstand von der Probe 24 eingestellt, wobei die beiden Markierungen 14 symmetrisch zur optischen Achse 21 liegen sollen. Alsdann wird die optische Achse der Vorrichtung im Sinne der Pfeile 26, 27 mit Hilfe einer Höhenverstellung und einer Kippvorrichtung (nicht dargestellt) justiert, so daß die Probe 24, die Gesichtsfeldblende 15 und die Meßblende 16 beim Betrachten durch das Okular 20 hindurch scharf erscheinen.

Nun werden die Markierungen 14 mit den Begrenzungen 22, 23 der Gesichtsfeldblende 15 zur Deckung gebracht, d. h, die Gesichtsfeldblende ist so einzustellen, daß die im Okular 20 abgebildeten Markierungen gerade die öffnung der Gesichtfeldblende tangieren. Diese Einstellung erfordert auch die Betätigung der Kippvorrichtung des Prüfgerätes. In diesem Stadium erfolgt die erste Messung durch Ablesung des Abstandes der Begrenzungen 22, 23 bzw. der Markierungen 14 auf der Skala 16.

Es sei nun angenommen, daß ein Zerreißversuch durchgeführt wird. Zum Beginn des Zerreißvorganges sind die Bilder der Markierungen 14 der Probe 24 und die Blendenbegrenzungen 22, 23 deckungsgleich. Wird die Probe nun gedehnt, so werden die auseinanderstrebenden Markierungspunkte 14 durch Nachfahren der öffnung der Blende 15 und Bewegen der Kippvorrichtung deckungsgleich gehalten, bis die Probe zerreißt Während der Beanspruchung der Probe 24 sind die sich bewegenden Markierungen 14 an der Vorrichtung mit Hilfe der Kippvorrichtung und der nachstellbaren Gesichtsfeldblende 15 so im Sichtfeld des Okulars 20 nachzufahren, daß die abgebildeten Markierungen die

öffnung der Gesichtsfeldblende zu jedem Zeitpunkt des Meßvorganges tangieren. Im Augenblick des Reißens wird das Nachfahren der Blendenöffnung eingestellt Nunmehr erfolgt die zweite Ablesung auf der Skala 16. Der Abstand der Blendenbegrenzungen 22, 23 entspricht nun der Reißdehnung B.

Da der ursprüngliche Abstand A der Markierungspunkte 14 als bekannt angenommen werden kann, ergibt sich die Reißdehnung B wie folgt, wenn mit A' und B' die Anfangs- und Endablesung auf die Skala 16

is bezeichnet werden:

Mit einem äußerst einfachen Gerät und durch einen äußerst einfachen Rechenvorgang wird somit die Reißdehnung B mit einem hohen Genauigkeitsgrad bestimmt

Bei Verwendung von sehr lichtstarken Objektiven und Linsen ist auch die Abbildung der Probe und der Blende auf eine Mattscheibe möglich, welche vorzugsweise ebenfalls eine Skalenteilung aufweist. Auch diese Ausführungsform wird vom Erfindungsgedanken umfaßt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur berührungslosen Dehnungsmessung auf optischem Wege, bei der Lageänderungen von Markierungen auf einer Probe erfaßt werden, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

a) in einem Fernrohr (It) werden in zwei hintereinanderliegenden Ebenen (12,13) jeweils gleichgerichtete Abbildungen der Markierungen (14) erzeugt;

b) in der ersten Ebene (12) ist eine in ihrer Öffnungsgröße veränderliche Gesichtsfeldblende (15) und in der zweiten Ebene (13) eine Meßskala (16) angeordnet

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Objektivs (17) im Fernrohr (Il 1) zwecks Bildumkehr der Markierungen

(14) am Ort der Gesichtsfeldblende (15).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gesichtsfeldblende (15) und dem Okular (20) eine aus zwei Linsen (18, 19) bestehende optische Anordnung zur Abbildung der Markierungen (14) im Bereich der Meßskala (16) verwendet wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende

(15) eine Irisblende oder eine verstellbare Spaltblende ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Kippvorrichtung, um die optische Achse (21) um eine senkrecht zu ihF verlaufende Achse (25) schwenkbar zu machen.