SU1747897A1 - Фотоэлектрический способ измерени размеров и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может использоватьс  в оптико-механических приборах, в частности в сканирующих системах, дл  высокоточных измерений, перемещений, а также дл  считывани  текстовой информации Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений за счет повышени  контрастности . Дл  это го в предлагаемом способе сформированный сканирующий луч после измер емого объекта десканируют. Устройство , реализующее предлагаемый способ, содержит оптически св занные источник излучени , сканатор, состо щий из вращающегос  цилиндра с отражающей винтовой поверхностью, фотоприемник, привод и блок, обработки информации, устройство снабжено также вторым вращающимс  навстречу первому цилиндром с отражающей винтовой поверхностью 7 и оптической блендой 9, установленной перед фотоприемником 10, а оси вращени  цилиндров расположены в одной плоскости 2 с.п. ф-лы. 1 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может использоватьс  в оптико-механических приборах, в частности в сканирующих системах и в приборах и устройствах дл  высокоточных измерений перемещений или размеров деталей в машиностроении, а также дл  считывани  текстовой информации

Известно оптико-механическое сканирующее устройство, содержащее оптически св занные источник излучени  (коллимиро- ванного), винтовой сканатор с внешним винтовым пазом, собирающую линзу, фотоприемник и блок обработки информации. Способ измерени  реализуетс  следующим образом: из коллимированного луча вырезанием с помощью сканатора формируетс 

сканирующий луч. направл емый на обьект измерени  и далее на собирающую линзу и фотоприемник, и по полученным длительност м сигналов засветки и затемнени  определ етс  измер емый размер.

Основным недостатком устройства  вл етс  то, что указанным винтовым сканато- ром формируетс  луч из части коллимированного луча, падающего на сканатор , и следовательно, имеющего значительно меньшую интенсивность. Работа в режиме слабого сигнала требует большего коэффициента усилени , что снижает точность измерений при прочих равных услови х и особенно при наличии побочны.х засветок.

2

00

ю

VJ

Известно устройство дл  параллельного смещени  светового луча, содержащее источник излучени , вращающийс  цилиндр с отражающей винтовой поверхностью , объект измерени  и фотоприемник, предназначенный дл  чтени  текстовой информации , Предлагаемый способ измерени  с использованием указанного устройства соответствует вышеописанному . Однако при этом используетс  вс  ин- тенсивность источника излучени  (например, излучени  лазера с малым сечением ).

Основной недостаток заключаетс  в том, что за счет отличи  отражающей винто- вой поверхности от плоскости (непрерывна  винтова  поверхность) сканирующий луч содержит рассе нные лучи, что приводит к увеличению и размыву его в сечении.

Целью изобретени   вл етс  повыше- ние точности измерений за счет повышени  контрастности изображени  обьекта

Указанна  цель по п.1 достигаетс  тем. что сканирующий луч после измер емого объекта десканируют. .

Указанна  цель по п.2 достигаетс  тем. что устройство снабжено вторым сканато- ром в виде цилиндра с отражающей винтовой поверхностью, направление которой противоположно направлению первой от- ражающей поверхности, и оптической блендой , фотоприемник оптически св зан с первым сканатором через второй сканатор и оптическую бленду, а цилиндры сканато- ров установлены с возможностью вращени  вокруг своих осей, лежащих в одной плоскости , навстречу друг другу.

На чертеже представлен вариант компоновки устройства, реализующий предлагаемый способ измерени .

Фотоэлектрическое устройство содержит оптически св занные источник излучени  1 (например, лазер) с излучением 2, сканирующий вращающийс  цилиндр 3 (первый сканатор) с винтовой отражающей поверхностью 4, (например, с правым направлением подьема винтовой поверхности с углом подъема 45°), сканирующий луч 5, объект измерений 6 (например, габаритами, меньшими диапазона измерений), дескани- рующий вращающийс  цилиндр 7 (второй сканатор) с винтовой отражающей поверхностью 8 (например, обратного направлени  подъема с параметрами, идентичными первому) при этом оси цилиндров 3 и 7 рас- положены в одной плоскости, неподвижное сквозное отверстие - оптическа  бленда 9, на конце которой установлен фотоприемник 10, а 11 - десканированный луч, отраженный от винтовой поверхности 8.

Сканаторы 3 и 7 кинематически жестко св заны передачей, (на чертеже не показана ), обеспечивающей при передаточном числе, например, равном единице синхронное вращение сканаторов с указанными направлени ми (вращаютс  вокруг своих осей, лежащих в одной плоскости, навстречу друг другу). Отражающие поверхности сканаторов 3 и 7 установлены таким образом, чтобы обеспечивалось десканирование в пределах диапазона измерений. Блок обработки информации (на чертеже не показан) работает также, как в приведенном аналоге.

Предлагаемый способ измерени  осуществл етс  следующим образом

При вращении сканатора 3 лазерный луч 2. отража сь последовательно от различных ,точек отражающей винтовой поверхности 4, преобразуетс  в сканирующий 5, перемещающийс  параллельно самому себе . При этом сканирующий луч 5 включает как излучение, отраженное от поверхности 4 под углом 45°. назовем его главным пучком , так и излучений, отраженных под углами , отличными от 45° (назовем рассе нный), что приводит к искажению сечени  сканирующего луча 5. завис щего от габаритов излучени  2, от мгновенных радиусов кривизны винтовой поверхности на участке отражени  и рассто ни  между сканатора- ми 3 и 7. Сканирующий луч 5, пройд  объект измерени , попадает на отражающую винтовую поверхность 8 десканатора 7 (второго сканатора). Отража сь от винтовой поверхности 8 десканатора 7, сканирующий луч 5 преобразуетс  в десканировэнный 11 (неподвижный ) и направл етс  по оси отверсти  или оптической бленды 9 на фотоприемник 10, При этом от отражающей поверхности 8 под углом 45° будет отражен только главный пучок, а остальна  часть сканирующего луча 5 получит еще большее отклонение от 45° к отражающей поверхности (большее рассе ние).

В момент перехода через объект измерени  6 сканирующий луч 5 перекроетс  и на фотоприемнике 10 произойдет затемнение , далее после прохождени  тела объекта вновь произойдет засветка фотоприемника до прохождени  всего диапазона сканировани . Таким образом, по соответствующим моментам засветки и затемнени , прин в в качестве начала отсчета либо первоначальную засветку, либо установив отдельный узел начала отсчета, можно измер ть как смещение кра  объекта или его оси относительно начала отсчета, так и размер обьекта.

В зависимости от конкретных требований возможна различна  взаимна  компоновка первого и второго сканагоров, в том числе и размещение сканаторов на одной оси с применением отражающих зеркал Возможен вариант компоновки сканаторов с одинаковыми направлени ми подъема винтовых отражающих поверхностей, однако во всех случа х оси вращени  сканаторов наход тс  в одной плоскости,

Предлагаемый фотоэлектрический спо- соб дл  измерени  размеров отличаетс  простотой исключени  возможности попадани  на фотоприемник рассе нной части излучени  от винтовой отражающей поверхности , формирующей сканирующий луч увеличением углов рассе ни  за счет деска- нировани  от второй винтовой отражающей поверхности, при этом в измерении участвует та часть луча, котора  претерпевает наименьшее рассе ние, обеспечива  тем самым большую контрастность изображени  объекта.

Предлагаемый способ может быть реализован в устройстве дл  чтени  текстовой информации с последовательной передачей буквенных и цифровых знаков строки, обеспечивающей более контрастное изображение по сравнению с прототипом, учитыва , что в прототипе сканирующий луч 5 имеет гораздо большие габариты, привод щие к усилению размывани  изображени  за счет рассе ни  сканирующего луча. В реализованном устройстве чтени  текстовой информации оба сканатора располагаютс  по одну сторону от плоскости носител .

Claims (2)

1.Фотоэлектрический способ измерени  размеров, заключающийс  в том, что формируют сканирующий луч. перемещающийс  параллельно самому себе, направл ют на объект измерени  и далее на фотоприемник, по длительности теневого сигнала определ ют размер объекта, его смещение, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений путем обеспечени  контрастности изображени , сканирующий луч после измер емого объекта десканируют.

2.Устройство дл  измерени  размеров, содержащее оптически св занные источник излучени , скэнатор в виде цилиндра с отражающей винтовой поверхностью, установленного с возможностью вращени , и фотоприемник, привод вращени  и блок обработки информации, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  за счет увеличени  контрастности изображени , оно снабжено вторым скана- тором в виде цилиндра с отражающей винтовой поверхностью, направление которой противоположно направлению поверхности на первом цилиндре, и оптической блендой , фотоприемник оптически св зан с винтовой отражающей поверхностью первого сканатора через отражатель винтовую поверхность второго сканатора и оптическую бленду, а цилиндры сканаторов установлены с возможностью вращени  навстречу друг другу вокруг своих осей, лежащих в одной плоскости.