SU1747899A1 - Surface microgeometry testing method - Google Patents
Surface microgeometry testing method Download PDFInfo
- Publication number
- SU1747899A1 SU1747899A1 SU894671659A SU4671659A SU1747899A1 SU 1747899 A1 SU1747899 A1 SU 1747899A1 SU 894671659 A SU894671659 A SU 894671659A SU 4671659 A SU4671659 A SU 4671659A SU 1747899 A1 SU1747899 A1 SU 1747899A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- height
- microgeometry
- zero
- profile
- asperities
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике. Цель изобретени - расширение технологических возможностей за счет контрол высоты микронеровностей с нулевыми и отрицательными углами профил . Согласно способу регистрируют интенсивности излучени в двух област х , расположенных симметрично оси подсвечивающего пучка. Соотношение данных интенсивностей св зано с высотой мик- онеровности. 3 ил. The invention relates to a control and measuring technique. The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities by controlling the height of asperities with zero and negative profile angles. According to the method, the radiation intensities are recorded in two regions located symmetrically with the axis of the illuminating beam. The ratio of these intensities is related to the height of the microwaves. 3 il.
Description
Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и предназначено дл бесконтактного контрол шероховатости поверхности изделий, полученных различными способами механической обработки .The invention relates to a control and measuring technique and is intended for contactless control of the surface roughness of products obtained by various methods of mechanical processing.
Одной из наиболее сложных проблем современного машиностроени вл етс контроль микрогеометрии изделий бесконтактным методом.One of the most difficult problems of modern engineering is to control the microgeometry of products using the contactless method.
Известны оптические приборы, позвол ющие дать интегральную оценку шероховатости поверхностиOptical devices are known that make it possible to give an integral estimate of the surface roughness.
Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл бесконтактного измерени грубости поверхности. Устройство содержит фотоприемник, имеющий в блоке формировани изображени оптический датчик положени , светоизлучатели, расположенные по обе стороны фотоприемника и имеющие оптические оси, наклоненные под определенным углом к оптической оси фото- приемника. Кроме того, имеютс затворы,Closest to the present invention is a device for contactless measurement of surface roughness. The device comprises a photodetector having an optical position sensor in the imaging unit, light emitters located on both sides of the photodetector and having optical axes inclined at a certain angle to the optical axis of the photoreceiver. In addition, there are gates
которые поочередно пропускают пучки от светоизлучателей на измер емую поверхность , след щий блок управлени , который при помощи датчика детектирует отклонени положени светового п тна, попеременно создаваемого на поверхности каждым из пучков.which alternately transmit beams from light emitters onto the measured surface, a tracking control unit, which with the help of a sensor detects deviations of the position of the light spot, alternately created on the surface by each of the beams.
Однако данное устройство не позвол ет определить высоту микронеровностей поверхности с отрицательным и нулевым углом профил , что св зано с отсутствием возможности контрол соответствующих углов наклона нормали к исследуемой поверхности след щим блоком управлени . Кроме того, устройство имеет несколько ис- точнико в излучени поэтому различие временных излучательных характеристик одна относительно другой приводит к дополнительным погрешност м Определени угла наклона поверхности.However, this device does not allow to determine the height of asperities of the surface with a negative and zero angle of the profile, which is due to the inability of the control unit to control the corresponding angles of inclination of the normal to the surface under investigation. In addition, the device has several sources of radiation, therefore, the difference in temporal radiative characteristics of one relative to the other leads to additional errors in determining the angle of inclination of the surface.
Цель изобретени - расширение технологических возможностей способа контрол микрогеометрии поверхности за счет конт ,9The purpose of the invention is the expansion of the technological capabilities of the method of controlling the surface microgeometry by means of contour, 9
ЁYo
VIVI
V4 00 Ю ОV4 00 Yu O
рол высоты микронеровностей с нулевым и отрицательным углом профил .roll height of asperities with zero and negative profile angle.
Поставленна цель достигаетс способом контрол микрогеометрии поверхности , заключающимс в сканировании лазерного луча по исследуемой поверхно- сти в заданном направлении и приеме отраженного от поверхности луча на фотоприемное устройство. В процессе измерени совмещаетс положение п тна света, соответствующее центру падающего луча, с крайней точкой поверхности в месте измерени высоты, фиксируетс при этом распределение интенсивности в дифрагированном поверхностью луче, а глубина профил определ етс из численного решени следующего уравнени :This goal is achieved by controlling the surface microgeometry, which involves scanning the laser beam over the surface under investigation in a given direction and receiving the beam reflected from the surface to the photoreceiver. During the measurement, the position of the spot of light corresponding to the center of the incident beam is aligned with the extreme point of the surface at the height measurement site, the intensity distribution in the surface diffracted beam is fixed, and the depth of the profile is determined from the numerical solution of the following equation:
m - f(h); m - H/l2.m - f (h); m - H / l2.
где h, h - соответственно интенсивности, регистрируемые первым и вторым каналами дифференциального фотоприемника:where h, h - respectively, the intensity recorded by the first and second channels of the differential photodetector:
f(h) - функци , устанавливающа св зь соотношени h/l2 с глубиной профил f (h) is a function that establishes a relationship between the ratio h / l2 and the depth of the profile.
Устройство дл измерени микрогеометрии поверхности содержит оптически св занные с объектом контрол источники излучени , оптическую систему и фотоприемный узел, подключенный к входам независимых усилителей. Имеютс вычислительный и регистрирующий узлы. Выходы независимых усилителей св заны с функциональным преобразователем, фиксирующим отношение их интенсивностей. который св зан через ключ с генератором линейно измен ющегос напр жени , генератором тактовых импульсов и счетчиком, определ ющим высоту микронеровностей по сигналу нуль-органа; индицированному на индикаторе.A device for measuring surface microgeometry contains radiation sources optically coupled to the object to be monitored, an optical system, and a photoreceiver node connected to the inputs of independent amplifiers. There are compute and register nodes. The outputs of the independent amplifiers are associated with a functional transducer, fixing the ratio of their intensities. which is connected via a switch to a linearly varying voltage generator, a clock pulse generator, and a counter, which determines the height of the irregularities according to the zero-organ signal; displayed on the indicator.
На фиг. 1 изображены микронеровности с отрицательным и нулевым углом: на фиг.2FIG. 1 shows the irregularities with negative and zero angle: in figure 2
-форма распределени энергии: на фиг.З - функциональна схема устройства дл контрол микрогеометрии.- form of energy distribution: in FIG. 3 - a functional diagram of the device for monitoring microgeometry.
Пример конкретной реализации предлагаемого способа контрол микрогеометрии поверхности эталонных мер настройки профилографов-профи лометров иллюстрируетс с помощью устройства (фиг.З),An example of a specific implementation of the proposed method for controlling the microgeometry of the surface of standard measures of setting profilographs-profilometers is illustrated with the help of the device (Fig. 3),
Излучение лазера 1 через светоделитель 2 фокусируетс на исследуемой поверхности 3 микрообъективом 4. Отраженное излучение возвращаетс через объектив 4, светоделитель2 и направл етс надвухпло- щадный фотоприемнмк 5, причем граница раздела фотоприемников ориентированаThe radiation of laser 1 through the beam splitter 2 is focused on the surface under study 3 by the micro-lens 4. The reflected radiation is returned through the lens 4, the beam splitter 2 and the super-flat photodetector 5 is directed, the photodetector interface is oriented
по оптической оси микрообъектива и перпендикул рна направлению сканировани . Сигналы с фотоприемника через согласующие предусилители 6 и 7 поступают на регистрирующее устройство 8. Сканиру лучом исследуемую поверхность, фиксируют форму распределени энергии в дифрагированном потоке. Если п гно находитс далеко слева или справа от пр моугольного выступа , то форма распределени энергии в дифрагированном луче подобна падающему. Когда п тно начинает наползать на пр моугольный выступ или впадину, распределение энергии начинает мен ть форму. Этоalong the optical axis of the micro-lens and perpendicular to the scanning direction. The signals from the photodetector through matching preamplifiers 6 and 7 are fed to the recording device 8. The scanned surface of the scanned beam, record the form of the energy distribution in the diffracted stream. If the beam is far to the left or right of a rectangular protrusion, then the form of the energy distribution in the diffracted beam is similar to the incident one. When the spot begins to creep onto a rectangular protrusion or trough, the distribution of energy begins to change shape. it
происходит до тех пор, пока п тно полностью не пройдет через преп тствие. Начало и конец этого процесса фиксируетс по нулю сигнала l(t) 1 - li/la. Учитыва симметричность распределени Гаусса вhappens until the spot completely passes through the obstacle. The beginning and end of this process is recorded by the zero of the signal l (t) 1 - li / la. Taking into account the symmetry of the Gaussian distribution in
падающем луче, всегда можно определить точку, когда центр луча находитс на краю впадины. В записанной форме сигнала эта точка соответствует экстремуму сигнала t2 (to - ti)/2, где пи 1з - ближайшие точки,incident beam, you can always determine the point when the center of the beam is at the edge of the trough. In the recorded waveform, this point corresponds to the extremum of the signal t2 (to - ti) / 2, where pi 1h are the nearest points,
соответствующие нул м функции I (t) (фиг.2). Далее измер етс отношение в этой точке т.2. Высота микронеровностей св зана с сигналом выражениемthe corresponding zero functions I (t) (figure 2). The ratio is measured at this point v.2. The height of the asperities is associated with the signal expression
/d(xf)dxf/ d (xf) dxf
11 -°°11 - °°
12 ° ,12 °
/ftxf)dxf/ ftxf) dxf
4040
где (xf) y3(xf) y9 (dt) - комплексное сопр жение ,where (xf) y3 (xf) y9 (dt) is the complex conjugation,
(xf) +(xf) +
4545
А х22 A h22
+ Т77- ехР( ехР J Г + T77-exp (exp J J
л о/ТЛl o / tl
(-2h)(-2h)
где р - диаметр п тна по уровню змплиту- ды /е;where p is the diameter of the spot in terms of amplitude / e;
А - амплитуда падающего пол ;And - the amplitude of the falling floor;
А - длина волны лазерного излучени ;A is the laser wavelength;
f - фокусное рассто ние микрообъектива; xf- координата фотоприемника;f is the focal distance of the microscope; xf is the coordinate of the photodetector;
h - глубина, е - основание натурного логарифма.h - depth, e - the basis of the natural logarithm.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894671659A SU1747899A1 (en) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | Surface microgeometry testing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894671659A SU1747899A1 (en) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | Surface microgeometry testing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1747899A1 true SU1747899A1 (en) | 1992-07-15 |
Family
ID=21438439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894671659A SU1747899A1 (en) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | Surface microgeometry testing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1747899A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5463897A (en) * | 1993-08-17 | 1995-11-07 | Digital Instruments, Inc. | Scanning stylus atomic force microscope with cantilever tracking and optical access |
-
1989
- 1989-04-03 SU SU894671659A patent/SU1747899A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент JP N 62-10361, кл. G 01 В 11/00, 1988. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5463897A (en) * | 1993-08-17 | 1995-11-07 | Digital Instruments, Inc. | Scanning stylus atomic force microscope with cantilever tracking and optical access |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4862894A (en) | Apparatus for monitoring bloodstream | |
US5054926A (en) | Distance measuring device | |
US4355904A (en) | Optical inspection device for measuring depthwise variations from a focal plane | |
US4813782A (en) | Method and apparatus for measuring the floating amount of the magnetic head | |
US5481360A (en) | Optical device for measuring surface shape | |
KR0125442B1 (en) | Method and apparatus for the optical detection of the roughness profile of a material surface | |
US5202740A (en) | Method of and device for determining the position of a surface | |
SU1747899A1 (en) | Surface microgeometry testing method | |
JP3333236B2 (en) | Optical surface profile measuring device | |
JPH09297014A (en) | Laser radar 3-d form measurement device | |
EP0481387B1 (en) | Photosensor device | |
JPS58169008A (en) | Optical position measuring device | |
JPH0875433A (en) | Surface form measuring device | |
JP2859359B2 (en) | Micro Dimension Measurement Method | |
RU2091711C1 (en) | Process of range measurement and device for its realization | |
JPS6348403A (en) | Displacement detecting device | |
EP0159800A2 (en) | Micro-dimensional measurement apparatus | |
SU1019237A1 (en) | Surface roughness checking device | |
JPS6474405A (en) | Method for measuring work gap at the time of arc welding | |
JPS5826325Y2 (en) | position detection device | |
AU596306C (en) | Distance measuring device | |
JPS63101702A (en) | Optical length measuring gauge | |
JPS63191004A (en) | Fine dimension measurement | |
JPH08320222A (en) | Displacement measuring device | |
JPH09210620A (en) | Surface position detection device |