SU1597545A2 - Устройство дл контрол пр молинейности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение производительности и расширение функциональных возможностей за счет автоматического измерени  рассто ни , пройденного по измер емой поверхности. Устройство содержит матрицу 5, жестко св занную с фотопреобразователем 4, дающим опорный сигнал, и установленную в зоне действи  дифракционного пучка 18 акустооптической  чейки 2, что позвол ет регистрировать перемещение пучка 18 по матрице 5, тем самым отслежива  перемещение каретки 3 по измер емой поверхности. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измери тельной технике, может быть использовано при контроле отклонений от пр молинейности и плоскостности и  вл - етс  усовершенствованием известного устройства пЬ авт. ев, № 1427179.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности и расширение функциональных возможностей за Q счет автоматического измерени  рассто ни , пройденного по измер емой поверхности. .

На чертеже представлена схема устройства. 15

Устройство состоит из установленных последовательно и оптически св занных источника 1 света (лазер), акустооптической  чейки 2, установленной на измерительной каретке 3, 20 и позиционно-чувствительного фотопреобразовател  4 с жестко св занной с ним фоточувствительной матрицей 5, усилител  6 и исполнительного механизма 7, включенного между усилите- 25 лем 6 и источником 1, генератора 8 опорных колебаний, генератора 9 несущих колебаний и фазометра 10, подключенных к выходу генератора 8, из- биритального усилител  11, блока 12 JQ вычислени  дистанции и регистрирующего блока 13, подключенного к выходам фазометра 10 и блока 12, объектива 14 и фотоприемника 15, оптически св занных  чейкой 2, выход фото- приемника 15 соединен с входом усилител  11«

Устройство работает следующим образом .

Угол дифракции между опорным пуч- дО ком и дифракционным пучком посто - иен и зависит от свойств акустооптической  чейки, этот угол равен

6 arcs in (-) ,45

где б - угол дифракции;

А - длина волны света;

Л длина волны звука, использу  также формулу тангенсов

tge I ,

где б угол дифракции;

а - противоположный катет, в даном , случае h+N A;55

b - прилегающий катет, в данном случае искома  величина,

h - рассто ние от центра пози- ционно-чув.с-твительного фотопреобразовател  до начала элемента фоточувствительной матрицы;

N . - номер элемента фоточувствительной матрицы, засвечиваемого в момент контрол ; / - линейный размер  чейки; рассто ние между точкой контрол  и позиционно-чувствительным фотопре- образователем, . Z , равно

h + N,

-.Л.

(1)

Устройство работает следующим образом .

Источник 1 света, уЪтановленный в начале контролируемого профил , испускает, опорньй световой пучок 16 с плоским волновым фронтом (параллельный пучок), который проходит через акустооптическую  чейку 2 и попадает на позиционно-чувствительньй фотопреобразователь:4. Световой пучок 16 задает оп орную пр мую линию, совпадающую с его осью симметрии, относительно которой ведетс  контроль и измерение пр молинейности профил . При случайных отклонени х светового пучка 16 на выходе позиционно чувствительного фотопреобразовател  4 по вл етс  сигнал рассогласовани , который усиливаетс  усилителем 6. Исполнительный механизм 7 поворачивает источник 1 света, возвраща  световой пучок 16 в первоначальное положение, при котором сигнал рассогласовани  равн етс  нулю Таким образом, осуществл етс  стабилизаци  положени  опорного светового пучка 16 Генератор 8 опорных колебаний модулирует . по амплитуде сигнал генератора 9 несущих колебаний. Ультразвукова  волна возбуждаетс  на входном торце акустооптической  чейки 2 и проходит некоторое рассто ние до пересече ни  оси светового пучка 16, претерпева  при зтом задержку во времени. Эта задержка приводит к по влению фазового сдвига в огибающей сигнала Ультразвукова  волна в соответствии с упругооптическим эффектом модулирует показатель преломлени  материала акустооптической  чейки 2 и в зоне пересечени  светового пучка .представл ет собой бегущую фазовую дифракционную решетку.В результате на выходе, кроме опорного светового пучка 16 (нулевой

пор док), по вл ютс  дифракционньге

пучки, один из НИХ(пуЧОК 17), COOT

ветствующий плюс первому пор дку ди фракции, фокусируетс  объективом 14 на фотоприемнике 15. Вследствие того что сигнал, создающий дифракционную решетку, промодулирован по амплитуде опорным колебанием, амплитуда напр  женности электрического пол  в ди фракционном пучке i7 также измен ет с  во времени с частотой модул ции и фазовым сдвнгом. Вследствие тог.о, что все фотоприемники имеют квадра тичную характеристику, выходной сиг нал, кроме полезной составл ющей, со держит еще посто нную составл ющую и вторую гармонику, которые подарл  ютс  в избирательном усилителе 11« В результате этого после усилител  11 на вход фазометра 10 поступает ин формационный сигнал на частоте оги бающей На второй вход фазометра 10 поступает сигнал с генератора 8 опор ных колебаний. Фазометр 10 измер ет фазовый сдвиг, линейно св занный с рассто нием от торца акустооптическо  чейки 2 до точки пересечени  оси светового пучка 16 с ультразвуковой волной акустооптической  чейки 2. Регистрирующий блок 13 фиксирует сигнал, пропорциональный этому рас- сто нию.

Второй дифракционный пучок 18, соответствующий минус первому пор д ку дифракции, попадает на фоточувст вительные  чейки матрицы 5. ФотО чувствительна  матрица 5 содержит последовательный р д фоточувстви тельных элементов и при падении на фоточувствительный элемент дифрак ционного пучка 18 на выходе матрицы в этот момент по вл етс  сигнал, со ответствующий номеру N- засвечивае мого элемента матрицы. Сигнал с выхо да фоточувствительной матрицы 5 пО ступает на- вход блока 12 вычислени  дистанции, в котором осуществл етс 

1597545

0

5

0

5

вычисление дистанции от акустоопти ческой  чейки 2 до фоточувствитель ной матрицы 5 по формуле (1), Информаци  с выхода блока 12 поступает на вход регистрирующего блока 13,

В процессе движени  измерительной каретки 3 по контролируемому профи лю в результате неровностей профил  каретка периодически поднимаетс  и опускаетс , при этом соответствую щим образом измен етс  рассто ние от торца акустооптической  чейки 2 до точки пересечени  оси светового пучка 16 с ультразвуковой волной акустооптической  чейки 2, и в соответствии с этим происходит контроль всего профил , одновременно измер етс  и рассто ние между акустоопти- ческой  чейкой 2 и фоточувствитель- ной матрицей 5ii Величины этих измерений фиксируютс  в регистрирующем блоке 13, что позвол ет судить о степени пр молинейности контроли- руемог о профил  на необходимых участках .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  пр мо- линейности по авт. св. № 1427179, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности и расширени  функциональных возможностей , оно снабжено фоточувстви- тельной матрицей, жестко скрепленной с позиционно-чувствительным фотопре- образователеМ, чувствительна  поверхность которого лежит в одной плоскости с чувствительной поверхностью матрицы, расположенной в зоне действи  дифракционного пучка акусто- оптической  чейки со стороны, противоположной расположению фотоприемни- ка по отношению к позиционно-чувствительному фотопреобразователю, и блоком вычислени  дистанции, выход которого подключен к входу регистрирующего блока.