SU659892A1

SU659892A1 - Device for measuring outside diameters of objects possessing focusing properties

Info

Publication number: SU659892A1
Application number: SU762407383A
Authority: SU
Inventors: Александр Владимирович Цедик; Карл Семенович Плотников; Павел Степанович Юров; Валентин Алексеевич Петров; Валентин Павлович Пушечников
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6670
Priority date: 1976-09-29
Filing date: 1976-09-29
Publication date: 1979-04-30

Description

источником света 2 и конденсором 3, второй коллиматор 4 с источником света 5 и конденсором 6, объектив 7, двугранное зеркало с полупрозрачной гранью 8 и зеркальный гранью 9, плоское полупрозрачное зеркало 10 и фотоэлектрический узел И. Коллиматоры 1 и 4 установлены соосно в плоскости измерени по разные стороны от места расположени объекта 12. Объектив 7 расположен так, что его оптическа ось перпендикул рна оптической оси коллиматоров 1 и 4.a light source 2 and a condenser 3, a second collimator 4 with a light source 5 and a condenser 6, a lens 7, a dihedral mirror with a semi-transparent face 8 and a mirror face 9, a flat semi-transparent mirror 10 and a photoelectric node I. The collimators 1 and 4 are set coaxially in the measurement plane on opposite sides of the location of the object 12. The lens 7 is positioned so that its optical axis is perpendicular to the optical axis of the collimators 1 and 4.

В двугранном зеркале полупрозрачна грань 8 расположена перпендикул рно плоскости измерени и под углом /8 к оптической оси объектива 7, а зеркальна грань 9 параллельно оптической оси коллиматоров 1 и 4.In the dihedral mirror, the translucent face 8 is perpendicular to the measurement plane and at an angle of 8 to the optical axis of the objective 7, and the mirror face 9 is parallel to the optical axis of collimators 1 and 4.

Фотоэлектрический узел 11 расположен в плоскости изображени объекта 12.The photovoltaic node 11 is located in the image plane of the object 12.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При номинальном положении объекта 12 коллиматоры 1 и 4 проецируют источники света 2 и 5 с помощью конденсоров 3 и 6 в бесконечность. Объект 12, например цилиндрическа или шарова линза, действу как оптический элемент, образует изображение 2 и 5 источников 2 и 5 в своих фокусах. Эти фокусы наход тс на оптической оси коллиматоров I и 4 по разные стороны от объекта 12 на рассто нии друг от друга, равном удвоенному фокусному рассто нию объекта 12 и пропорционально его диаметру.At the nominal position of the object 12, collimators 1 and 4 project light sources 2 and 5 with the help of condensers 3 and 6 to infinity. Object 12, such as a cylindrical or spherical lens, acting as an optical element, forms an image 2 and 5 of sources 2 and 5 in its foci. These foci are located on the optical axis of the collimators I and 4 on opposite sides of the object 12, spaced from each other, equal to twice the focal distance of the object 12 and proportional to its diameter.

Гран ми 8 и 9 двугранного зеркала формируютс мнимые изображени 2 и 2, а объективом 7 формируетс действительное изображение 2 источника света 2.The faces 8 and 9 of the dihedral mirror form imaginary images 2 and 2, and the lens 7 forms the real image 2 of the light source 2.

Зеркалом 10 формируетс мнимое изображение 5, а объективом 7 действительное изображение 5 источника света 5.A virtual image 5 is formed by the mirror 10, and by a lens 7 a real image 5 of the light source 5.

При этом мнимые изображени 2 и 5 источников света 2 и 5 расположены в плоскости наведени Р объектива 7.Here, the imaginary images 2 and 5 of the light sources 2 and 5 are located in the plane of guidance P of the objective 7.

Рассто ние между действительными изображени ми 2 и 5™ источников света 2 и 5 пропорц%нально диаметру объекта 12 и измер етс с помощью фотоэлектрического узла И.The distance between the actual images 2 and 5 ™ of the light sources 2 and 5 is proportional to the diameter of the object 12 and is measured using a photovoltaic node I.

При смещении объекта 12 вдоль оптической оси коллиматоров 1 и 4 мнимое изображение 2™ источника света 2 смещаетс от оптической оси объектива 7 вдоль направлени А-А, составл ющего с этой осью угол 45°, а мнимое изображение 5 источника света 5 смещаетс от оптической оси объектива 7 вдоль направлени , составл ющего с этой осью угол 45°, но в сторону, противоположную смещению мнимого изображени 2 относительно плоскости наведени Р объектива 7.When the object 12 is displaced along the optical axis of the collimators 1 and 4, the imaginary image 2 of the light source 2 is displaced from the optical axis of the objective 7 along the direction AA, which makes an angle of 45 ° with this axis, and the virtual image 5 of the light source 5 is displaced from the optical axis lens 7 along a direction which makes an angle of 45 ° with this axis, but in the direction opposite to the displacement of the imaginary image 2 relative to the guidance plane P of lens 7.

При этом мнимые изображени 2 и 5 источников света 2 и 5 смещаютс вдоль плоскости наведени Р объектива 7 в однуAt the same time, the imaginary images 2 and 5 of the light sources 2 and 5 are displaced along the aiming plane P of the lens 7 into one

сторону, а перпендикул рно этой плоскости по разные стороны на одинаковые рассто ни , а действительные изображени 21 и 5 источников света 2 и 5 смещают5 СИ в плоскости фотокатода фотоэлектрического узла 11 в одну сторону, но не на одинаковые рассто ни . Неодинаковость этих рассто ний вызвана продольной расфокусировкой мнимых изображений и 5,the side and perpendicular to this plane on opposite sides by the same distance, and the actual images 21 and 5 of the light sources 2 and 5 shift 5 SI in the photocathode plane of the photovoltaic node 11 in the same direction, but not by the same distances. The difference in these distances is caused by the longitudinal defocusing of imaginary images and 5,

10 смещенных относительно плоскости наведени Р по разные ее стороны, и обуславливает систематическую ошибку измерени диаметра объекта 12. Однако при реально существенных отклонени х объекта 12 от10 displaced relative to the plane of guidance P on its different sides, and causes a systematic error in measuring the diameter of the object 12. However, with really significant deviations of the object 12 from

5 номинального положени величина этой ошибки незначительна и ею можно пренебречь .5 of the nominal position, the magnitude of this error is negligible and can be neglected.

При смещении объекта 12 перпендикул рно оптической оси коллиматоров 1 и 4When the object is shifted 12 perpendicular to the optical axis of the collimators 1 and 4

0 мнимое изображение источника света 2 смещаетс от оптической оси объектива 7 вдоль направлени В-В, составл ющего с этой осью угол 45°, а мнимое изображение 5 смещаетс от оптической оси объектива 7 вдоль направлени , составл ющего с этой осью угол 45° в сторону, противоположную смещению мнимого изображени 2™ относительно плоскости наведени Р объектива 7.0, the imaginary image of the light source 2 is displaced from the optical axis of the lens 7 along the direction B-B, which is an angle of 45 ° with this axis, and the imaginary image 5 is displaced from the optical axis of the lens 7 along the direction, which is an angle of 45 ° with this axis opposite to the displacement of the imaginary image 2 ™ relative to the aiming plane P of the lens 7.

0 При этом мнимые изображени 2 и 5 смещаютс вдоль плоскости наведени Р объектива 7 в одну сторону, а перпендикул рно этой плоскости по разные стороны на одинаковые рассто ни , а действительные изображени 2 и 5 источников света 2 и 5 смещаютс в плоскости фотокатода фотоэлектрического узла 11 в одну сторону , но не на одинаковые рассто ни . Неодинаковость этих рассто ний вызвана поперечной расфокусировкой мнимых изображений 2 и 5 источников света 2 и 5, смещенных относительно плоскости наведени Р объектива 7 по разные стороны, и обуславливает систематическую ошибку0 In this case, imaginary images 2 and 5 are displaced along the aiming plane P of lens 7 in one direction, and perpendicular to this plane on opposite sides by equal distances, and actual images 2 and 5 of light sources 2 and 5 are displaced in the plane of the photocathode of the photoelectric node 11 one way but not the same distance. The dissimilarity of these distances is caused by the transverse defocusing of imaginary images 2 and 5 of light sources 2 and 5, which are displaced relative to the guidance plane P of lens 7 on opposite sides, and causes a systematic error

5 измерени диаметра объекта 12. Однако при реально существенных отклонени х объекта 12 от номинального положени величина этой ощибки незначительна и ею можно пренебречь.5 measuring the diameter of the object 12. However, with really significant deviations of the object 12 from the nominal position, the magnitude of this error is insignificant and can be neglected.

0 Применение предложенного устройства позвол ет по сравнению с прототипом увеличить точность измерени наружных диаметров объектов в процессе их изготовлени и наличи вибраций.0 The application of the proposed device allows, in comparison with the prototype, to increase the accuracy of measuring the outer diameters of objects during their manufacture and the presence of vibrations.

5 Специальным алгоритмом обработки видеосигналов , поступающих на вход блока регистрации, можно исключить вли ние указанных выше систематических ошибок на результат измерени .5 A special algorithm for processing video signals input to the registration unit can eliminate the effect of the above systematic errors on the measurement result.

Claims

Invention Formula

A device for measuring outdoor

diameters of objects with focusing properties, containing two collimators installed on opposite sides of the object location, the optical axes of which lie in the measurement plane, a lens whose optical axis coincides with the bisector of the angle between the optical axes of the collimators, and a photoelectric node located in the plane image of an object, characterized in that, in order to improve the accuracy of measuring the diameters of objects in the conditions of their vibration, it is equipped with sequentially installed between Matora dihedral mirror, one face of which is translucent and

at an angle of / 8 to the optical axis of the lens, and the other is parallel to the axis of the collimator, and a flat translucent mirror parallel to the translucent face of the dihedral mirror, while the optical axes

collimators are combined.