SU1747885A1 - Способ измерени профил шероховатой поверхности издели - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении, оптическом приборостроении и т.д. Цель изобретени  - расширение информативности за счет возможности определени  Среднеквадратичного отклонени  профил  от базовой линии. В способе монохроматический параллельный пучок излучени  амплитудно расщепл ют на Две равноинтенсивные составл ющие. На пути одной из составл ющих помещают исследуемое изделие. На выходе системы составл ющие смешиваютс  строго соосно Изображение издели  проектируют в плоскость регистрации. Размер анализируемого участка пол  должен быть не более размеров однородного участка интерференционной полосы. Интенсивности опорного и объективного пучков на выходе системы выравнивают и ввод т между ними разностб фаз, равную п . Измер ют интенсивность IP min результирующего пол  и интенсивность 10 опорного пучка. Среднеквадратичное отклонение профил  от базовой линии определ ют из соотношени  Rq 1 /TjT.mln „ , in ттп Лг гдеК г ло;А -длина волны. 1 ил. волновое чис (Л С

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  степени шероховатости поверхности в машиностроении, оптическом приборостроении и др.

Известен способ, основанный на использовании двухлучевой интерференции и увеличении интерференционной картины с помощью микроскопа (метод интерферометра Линника). В результате взаимодействи  двух волновых фронтов, один из .которых несет информацию об искажени х, вносимых исследуемой поверхностью, возникает интерференционна  картина в виде полос, местные искривлени  которых характеризуют вносимые искажени .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ измерени  профил  шероховатой поверхности издели , заключающийс  в том, что формируют параллельный пучок излучени , расщепл ют пучок по амгтчитуде на два, помещают изделие на пути одного из пучков формируют изображение поверхности в плоскости регистрации, производ т соос- ное совмещение пучков, получают интерфе- ренционную картину в плоскости регистрации, выравнивают интенсивности пучков, измер ют их величину 10. ввод т разность фазTj между ними, измер ют координатное распределение интенсивности

2

ч| 00 00

с 

интерференционной картины и определ ют профиль шероховатой поверхности.

Цель изобретени  - расширение информативности за счет возможности определени  среднеквадратичного отклонени  профил  от базовой линии.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу между пучками ввод т разность фаз, равную п, определ ют интенсивность Ip „in результирующего пол  при измерении координатного распределени  интенсивности интерференционной картины , а величину среднеквадратичного отклонени  профил  от базовой линии вычисл ют из соотношени 

в „ 1 Qp.mln(л

Rq 2 И 10 lj

где К -rjs волновое число;

Л-длина волны излучени .

На чертеже изображено устройство осуществлени  предлагаемого способа.

Устройство содержит источник 1 излучени , коллиматор 2, делительную пластинку 3, объектив 4, объектив 5, зеркало 6, компенсатор 7, пластину А /8 8, объектив 9, зеркало 10, пьезокерамику 11, высоковольтный блок 12, пол роид t3, объектив 14, полевую диафрагму 15, фотоприемник 16, цифровой прибор 17, объектив 18, зеркало 19 и экран 20. Позицией 21 обозначена исследуема  поверхность.

Способ осуществл ют следующим образом .

Источником 1 излучени  служит излучение одномодового лазера ЛГ-38, коллиматор 2, состо щий из двух объективов и диафрагмы между ними, служит дл  расширени  пучка и формировани  волны с плоским фронтом, котора  попадает на длительную пластинку 3. С помощью пластинки 3, на одной стороне которой нанесено светоделительное покрытие, волна амплитудно расщепл етс  на объектную и опорную. Первый пучок лучей, отраженный от пластинки 3, фокусируетс  объективом 4 на исследуемой поверхности 21, после отражени  от нее снова проходит через объектив 4, пластинку 3, объектив 5 и отражаетс  от зеркала 6. Прошедший через пол роид 13 пучок лучей с помощью объектива 14 формирует изображение поверхности 21 в плоскости полевой диафрагмы 15. за которой расположен фотоэлектрический блок 16 регистрации .

Второй пучок лучей проходит через разделительную пластинку 3, попадает на компенсатор 7, проходит пластинку А /8 8 и фокусируетс  объективом 9 на зеркале 10.

Отразившись от зеркала, лучи идут в обратном направлении и падают на делительную пластинку 3. При этом одна часть лучей проходит через нее и не участвует в образовании изображени , а друга  часть отражаетс  от пластинки 3 и интерферирует с лучами первой ветви интерферометра, образу  интерференционную картину (нулевую полосу). локализованную в

бесконечности. Это изображение с помощью объективов 5 и 14 и зеркала 6 переноситс  в плоскость полевой диафрагмы 15, где находитс  приемна  площадка фотоэлектрического регистрирующего устройства 16.

Компенсатор 7 введен э Оптическую схему дл  выравнивани  длины хода световых лучей в стекле в обеих ветв х интерфе-.

рометра. На схеме видно, что пучок лучей, направл ющийс  в объектив 4, после отражени  от пластинки 3 лроходит ее, так как ъветоделительный слой нанесен на пластине со стороны объектива 9. Отраженный от

поверхности 5 пучок лучей также проходит сквозь пластину 3. Компенсатор 7, помещенный в опорный канал интерферометра, одинаков с пластиной 3 по толщине и изготовлен из того же стекла.

Во второй ветви интерферометра помещаетс  пластинка А /8, главна  ось которой ориентирована под углом 45° к плоскости пол ризации падающего Пучка. При двойном проходе излучени  сквозь А

/8 происходит преобразование линейной пол ризации падающего излучени  в циркул рную , Это позвол ет плавно измен ть соотношение интенсивностей опорного и объектного пучков на выходе интерферометра . Пол роид 13 предназначен дл  согласовани  пол ризаций опорного и объектного пучков.

Методика измерий среднеквадратичного отклонени  профил  состоит в следующем . Измер ют интенсивность опорного пучка о. Поперечным смещением и вращением микрообъектива 9 добиваютс  строгой соосности объектного и опорного пучков на выходе интерферометра. В этом случае ин0 терференционка  картина имеет вид равно- мерной нулевой полосы. Враща  пол роид 13, добиваютс  равенства интенсивности объектного пучка опорному, что контролируетс  фотоэлектрическим регист5 рирующим устройством 16. Плавным изменением разности хода между объектным и опорным пучками ъ пределах А /2 путем подачи напр жени  на пьезокерамику 11 добиваютс  минимального значени  интенсивности результирующего пол . Согласно формулы (1) определ ют R4.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ измерени  профил  шероховатой поверхности издели , заключающийс  в том, что формируют монохроматический параллельный пучок излучени , расщепл ют пучок по амплитуде на два, помещают изделие на пути одного из пучков, формируют изображение поверхности издели  в плоскости регистрации, производ тсОосноесо- Ёмещениепучков,получают

   интерференционную картину в плоскости регистрации , выравнивают интенсивности пучков , измер ют их величину 0, ввод т разность фаз п(2 между ними, измер ют координатное распределение интенсивности интерференционной картины и определ ют профиль ше0

   5

   роховатой поверхности, отличающийс  тем, что, с целью расширени  информативности за счет возможности определени  среднеквадратичного отклонени  профил  от базовой линии, ввод т между пучками разность ф аз, равную   , определ ют интенсивность Ip mjn результирующего пол  при измерении координатного распределени  интенсивности интерференционной картины , а величину Rq среднеквадратичного отклонени  профил  от базовбй линии вычисл ют из соотношени 

   Rq 1 I p-mhL1

   2 К

   1с

   2 

   Где К у - волновое число; А - длина волны излучени ,