SU767512A1 - Устройство дл измерени линейных микроперемещений поверхностей - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано дл  измерени  линейных микроперемещений поверхностей.

Известно устройство дл  измерени  амплитудывибраций, содержащее монохроматический источник света, интерферометр с экраном и окул ром и механический прибор с задающим генератором 1 .

Недостатком устройства  вл ютс  низка  точность и малое быстродействие , обусловленное наличием в устройстве перемещающихс  узлов.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  линейных микроперемещений поверхностей , содержащее источник монохроматического света, фокусирующую линзу, СООСНУЮ источнику

хроматического света, фотомикрбскоп , расположенный под заданным углом к оптической оси источника М онохроматического света, регистратор и блок формировани  сигналу обратной св зи, соединенный входом с выходом фотомикроскопа, а выходами - с фокусирующей линзой и регистратором 2.

Это устройство также не обеспечивает точности, быстродействи  и надежности измерений из-зи наличи  в устройстве перемацающихс  узлов.

Цель изобретени  - повышение точности, быстродействи  и надежности измерений.

Дл  этого в устройстве блок фор0 мировани  сигнала обратной св зи выполнен в виде линии задержки, соединенной входом с выходом фотомнкроскопа , компаратора, соединенного пр мым входом с выходом фотомикрос15 копа, а инверсным входом с выходом линии задержки, счетного тригге-ра , соединенного входом с выходом компаратора, узла вычитани , соединенного входами с выходами счетного триггера, и интегратора, соединенного входом с выходом узла .вычитани , а выходом - с входом регистратора , а фокусирующа  линза выполнена в виде цилиндрического электросп25 тического кристалла,размещенного в заземленном цилиндрическом электроде , внутри которого коаксиально расположен управл ющий электрод , соединенный с выходом интегратора.

На чертеже изображена схема предложенного устройства.

Устройство содержит источник 1 монохроматического света, фоку-. сирующую линзу 2, соосную источнику 1, фотомикроскоп 3, расположенный под заданным углом к оптической оси источника 1 монохроматичесг кого света, регистратор 4 и блок 5 формировани - сигнала обратной св зи , соединенный входом с выходом фотомикроскопа 3, авыходами - с фокусирующей линзой 2 и регистратором 4.

Блок 5 выполнен в виде линии .6 задержки, соединенной входом с выходом фотомикроскопа 3, компаратора 7/ соединенного пр мым входом с выходом фотомикроскопа 3, а инверсным входом - с выходом линии б задержки , счетного триггера 8, соединенного входом с выходом компаратора 7, узла 9 вычитани , соединенного входами с выходами счетного триггера 8, и интегратора 10, соединенного входом с выходом узла 9 вычитани , а выходом - со входом регистратора 4,

Фокусирующа  линза 2 выполнена в видецилиндрического электрооптического кристалла 11, размещенного в зaзё /Lггeннoм цилиндрическом эле . Ктроде 12, внутри которого коакси ально расположен управл ющий электрод 13, соединенный с выходом интегратора 10.

Устройство работает следующим образом.

В процессе измерени  световой пучок от источника 1 монохроматического света с помощью фокусирующей линзы 2 фокусируетс  на контролируемую поверхность 14. При ;этом  ркость точки Падени  светового пучка нв контролируемую поверхност максимальна. При перемещении контролируемой поверхности 14 из на алЬНото положени   ркость точки падени  лучей уменьшаетс , что приводит к уменьшению сигнала на выходе фотомикроскопа 3.

В результате вычитани  предыдущего -значени  сигнала фотомикроскопа 3 из текущего значени  на выходе компаратора 7 формируетс  отрицательный импульс, измен ющий состо ние триггера 8. При этом пол рность выходного напр жени  узла Э вычитани  измен етс  на про тивоположную , что приводот к уменьшению выходного напр жение интеграт ра 10. Уменьшение ййходнЬго найр жени  интегратора 10 приводит к

уменьшений электриЧе ского пол  между электродами, 13 и 12, приложен ТГбгб к злектрооптическому кристаллу 11, а следовательно, к уменьшений его показател  Преломлени ,

что приводит к увеличению- фокусного рассто ни .

Если ко1нтролируема  поверхность удалилась от фокусирующей линйь 2, то увеличение фокусного рассто ни  приведет к росту  ркости точки паднни  света. На выходе компаратора 7 формируетс  положительной импульс, не вли ющий на состо ние триггера 3, и выходное напр жение интегратора 10 будет уменьшатьс  до тех пор, пока фокусное рассто ние не привысит рассто ние от контролируемой повархнрсти 14 до фокусирукщей линзы 2. При этом на выходе компрататора 7 вновь сформируетс  импульс отрицательной пол рности. Состо ние триггера 8 изменитс , выходное напр жение интегратора 10 начнет увеличиватьс , фокусное рассто ние - уменьшаетс , и т.д. Таким образом фокус фокусирующей линзы 2 будет колебатьс  -около некоторого положени , совпадающего с положением контролируемой поверхности 14. Амплитуда колебаний тем меньше, чем больще коэффициент передачи .компрататора 7 и узла 9 вычитани , и может быть пренебрежимо малой.

По выходному напр жению интегратора 10, пропорциональному фокусному рассто нию фокусирующей линзы 2, можно судить о положении контролируемой поверхности 14, а следовательно и о ее перемещении.

Преимуществами устройства  вл ютс  высокое быстродействие и надежность , обусловленные отсутствием механически перемещающихс  узлов, а также высока  точность измерени , обусловленна  компенсационной структурой измерительного устройства и высокой чувствительностью компаратора . .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 428199, кл. G 01 В9/00, 1972.

2.Воронцов Л.Н. Фотоэлектрические системы контрол  линейных величин . М.,Машиностроение, 1965,

с. 194-196 (прототип).