SU832325A1 - Способ измерени линейных размеровиздЕлий - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в промышленности для бесконтактного измерения линейных размеров изделий, , в частности поперечного размера про- ³ волоки, волокна, щели, диаметра отверстия и т.п. в процессе производства в диапазоне от единиц до сотен микрон. 1Л

Известно устройство для измерения линейных размеров, в котором используется явление дифракции лазерного пучка на измеряемом изделии. Распределение интенсивности > соответствующее картине, дифракции, преобразуется 15 с помощью системы сканирования в ¹ электрический сигнал, описывающий это распределение, а о размере изделия судят по расстоянию между экстремальными точками дифракционной 20 картины [1].

В известном способе результат измерения сильно зависит от нестабильности скорости сканирования дифракционного распределения, что приводит 25 ошибке,· снижающей точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является* способ измерения линейных размеров^ 30 ·- изделий, заключающийся в том, что • 'Облучают измеряемое изделие ко-.' герентным излучением , получают диф- ракционную картину, по которой и су- . ^э дят о размере изделия. Затем.преобразуют дифракционное распределение /в электрический сигнал, описывающий это распределение путем сканирования .' и измерения временного интервала, соответствующего расстоянию между . экстремальными точками дифракционной картины (2].

Недостатком данного способа является зависимость точности измерения 15 от нестабильности скорости сканирования, что ие позволяет получить высокую точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается за счет того, что делят продиФрагировавшее излучение на два пучка, осуществляют интерференцию полученных дифракционных пучков, а размер диф-.

ракцйоиных максимумов определяют по количеству приходящихся на них интерференционных полос.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема, реализующая способ измерения линейных размеров изделий; на фиг.2 — интерференционная картина, промодулированная дифракционным распределением от изделия.

Схема включает лазер 1, измеряемое, изделие 2, светоделительный элемент 3, зеркало 4. и линзу 5.

Способ измерения линейных размеров изделий осуществляется следующим образом.

Облучают измеряемое изделие 2 из-, лучением лазера 1. На пути излучения, претерпевшего дифракцию, устанавливают светоделительный элемент 3, например светоделительную пластину, кубик и т.п.За светоделительным элементом получают два пучка света равной интенсивности. На пути одного из пучков света устанавливают зеркало 4, с помощью которого данный пучок света направляют параллельно другому пучку света. Дифракционную картину наблюдают в фокальной плоскости линзы 5.

Измеряют расстояние между экстремальными точками дифракционной картины, причем за единицу измерения берут размер одной интерференционной полосы. Расстояние между интерференционными полосами зависит только от длины волны и разности хода между двумя интерференционными пучками излучения, и, следовательно, Не зависит от величины измеряемого размера.

При изменении, измеряемого размера изменяется размер дифракционной картины, но период интерференционной картины остается неизменным, так как он зависит только от разности хода. Таким образом, в пределах заданного числа дифракционных максимумов число интерференционных полос изменяется. Увеличение или уменьшение числа интерференционных полос в пределах заданного числа дифракционных максимумов пропорционально изменению размера изделия. Следовательно,цри любом способе преобразования дифракцирн-. ной картины в электрический сигнал можно всегда точно судить о размере дифракционных максимумов, так как ему всегда будет соответствовать Одно и то же.число интерференционных по· _;лос, независимо от искажений, вно10 синих системой преобразования дифракционной 'картины в электрический сигнал (например из-за нестабильное ти скорости сканирования).Г = т. . η X Н' i , где Т - период интерференционной картины ;

у, - размер дифракционного максимума ;

- число интерференционных максимумов;

- расстояние от изделия до плоскости дифракционной картины;

- длина волны излучения;

- размер измеряемого изделия.

Λ

D Отсюда

К ^D ~ ^н Т>п ‘

Повышение точности при предлагаемом способе измерения достигается за счет того,- что за масштаб измерения размера дифракционной картины выбирается размер интерференционной полосы. Интерференционные полосы получаются за счет интерференции двух пучков излучения.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к иэмерител 1ной технике и может быть использован в про1 1шленности дл  бесконтактного измерени  линейных размеров изделий, в частности поперечного размера проволоки , волокна, щели, диаметра отверсти  и т.п. в процессе производст ва в диапазоне от единиц до сотен микрон. Известно стройство дл  изьюренин линейных размеров, в котором используетс   вление дифракции лазерного пучка на измер енюм изделии. Распределение интенсивности соответствующее картине, дифракции, преобразуетс  с помощью система сканировани  в электрический сигнгш, описывающий . это распределение, а о размере издели  суд т по рассто нию между экстремальными точками дифракционной картины 1. В известном способе результат измерени  сильно зависит от нестабильности скорости сканировани  дифракционного распределени , что приводит JC ош1}бке, снижающей точность измерени . Нгшболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ измерени  линейных размеров изделий, заключающийс  в том, что ;облучают измер емое изделие ко-: герентным излучением , получают дифракционную картину, по которой и су- . д т о размере изделр . Затем.преобразуют дифракционное распределение B электрический сигнал, описывающий это распределение путем сканировани  и измерени  временного интервала, соответствующего рассто нию между экcтpeмiaльными точкгида дифракционной картины 12}. Недостатком данного способа  вл етс  зависимость точности измерени  от нестабильности скорости сканировани , что не позвол ет получить высокую точность нзкюрени . Цель изобретени  - повышение точности вэмерени . Постгавленна  цель достигаетс  за счет того, что дел т продифрагировавшее излучение на два пучка, осуществл ют интерференцию полученных дифрак1Ш.онннх пучков, а  иф-. ракциоиных максимумов определ ют по количеству приход щихс  на них-интерференционных полос. На фиг. 1 приведена принципиальна  схема, реализующа  способ измерени  линейных размеров изделий на фиг.2 - интерференционна  картина, промодули рованна  дифракционным распределением от издели . Схема включает лазер 1, измер емо изделие 2, светоделительный элемент 3, зеркало 4. и линзу 5. Способ измерени  линейных размеро изделий осуществл етс  следующим образом. Облучают измер емое изделие 2 излучением лазера 1, На пути излучени  претерпевшего дифракцию, устанавливают светоделительный элемент 3., нап ример светоделительную пластину, кубик и т.п.За светоделительным элементом получают два пучка света равной интенсивности. На пути одного из пучков света устанавливают зеркало 4, с помощью которого данный пучок света направл ют параллельно дру гому пучку света. Дифракционную карт ну наблюдают в фокальной плоскости линзы 5. . Измер ют рассто ние между экстремальными точками дифракционной картины , причем за единицу измерени  бе рут размер одной интерференционной полосы. Рассто ние между интерференционными полосами зависит только от длины волны и разности хода между двум  интерференционными пучками излучени , и, следовательно, he зависит от величины измер емого размера . При изменении, измер емого размера измен етс  размер дифракционной картины , но период интерференционной картины остаетс  неизменным, так как он зависит только от разности хода. Таким образом, в пределах задан.ного числа дифракционных максимумов число интерференционных полос измен етс . Увеличение или уменьшение числа интерференционных полос в пределс1х заданного числа дифракционных максимумов пропорционально изменению размера издели . Следовательно, при любом способе преобразовани  дифракцие ной картины в электрический сигнал можно всегда точно судить о размере дифракционных максимумов, так как ему всегда будет соответствовать одн и то же.число интерференционных по;лос , независимо от искажений, . / CHNbix системой преобразовани  дифакционной картины в электрический сигнал (например из-за нестабильное и скорости сканировани ).п Hi где Т - период интерференционной картины ; Ь - размер дифракционного максимума; п - число интерференционных максимумов; Н - рассто ние от издели  до плоскости дифракционной картины; Я - длина волны излучени ; D - размер измер емого издели . Отсюда повышение точности при предлагаемом способе измерени  достигаетс  за счет того,- что за масштаб измерени  размера дифракционной картины выбираетс  размер интерференционной полосы. Интерференционные полосы получаютс  за счет интерференции двух пучков излучени . Формула изобретени  Способ измерени  линейных размеров изделий, заключающийс  в том, что облучают измер емое изделие когерентным излучением, получают дифракционную картину, по которой и суд т о размере издели ,.отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , дел т продифрагировавшее излучение на два пучка, осуществл ют интерференцию полученных дифракционных пучков, а размер дифракционныхмаксимумов определ ют по количеству приход щихс  на них интерференционных полос. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США 385И80, кл. 250550 , 1976. .
2. 2.Авторское свидетельство СССР 372429, кл. G 01 В 11/10, 1973 i(прототип).