SU968604A2 - Фотоэлектрическое устройство дл измерени линейных размеров - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения линейных размеров ,

По основному авт. св. № 665204 известно фотоэлектрическое устройство для измерения линейных размеров, содержащее источник излучения, последовательно установленный по ходу светового луча сканатор, выполненный в виде зеркального ножа, упругих направляющих для вращательного движения, привода, объектива, фотоприемника и электронного блока обработки [1 ].

Однако известное устройство имеет недостаточную точность измерения, обусловленную зависимостью точности измерения от изменения излучательной способности источника света и отражательной способности поверхности объекта измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что фотоэлектрическое устройство снабжено дополнительным фотоприемником, располагаемым в обратном ходе световых лучей от измеряемого объекта, и электрически связанными узкополос ным усилителем фотоэлектрического сигнала, амплитудным детектором и блоком управления излучения источника света, образующими канал обратной связи источника света, а на одной из поверхностей объектива, симметрично относительно его центра, нанесена непрозрачная полоса, ориентированная параллельно срезу сканатора и имеющая ширину, равную проекции среза мгновенного светового пучка от· сканатора на поверхность объектива.

На чертеже.представлена принципиальная схема фотоэлектрического, устройства.

Фотоэлектрическое устройство включает источник 1 монохроматического излучения, например лазер,последовательно расположенные по ходу излучения ^конденсор 2, сканатор 3£выполненный в виде зеркального ножа' и вращаемый от привода 4 через упругие направляющие 5, объектив 6, на . поверхности которого симметрично относительно его центра нанесена непрозрачная полоса 7, и фотоприемник 8, расположенный в обратном ходе канала обратной связи, узкополосный усилитель 9, амплитудный детектор 10, блок 11 управления излучательной способностью монохроматического источника 1, а также информационный фотоприемник 12 и электронный блок 13 обработки сигналов.

Устройство работает следующим образом. 5

Монохроматический световой пучок от источника 1 с помощью конденсора 2 фокусируется на сканаторе 3, который под действием привода- 4 совершает гармонические колебания. Ю

В результате этого световой поток совершает в пространстве плоские угловые колебания. Прошедший через . объектив 6 сканирующий световой по- 15 ток совершает аналогичные плоские угловые колебания относительно точки пересечения оптически сопряженной плоскости с оптической осью объектива 6. Поверхность измеряемого объек- 20 та 14 расположена в указанной сопряженной плоскости, и отраженный от ее поверхности световой поток собирается объективом 6 в плоскости анализа, где расположен сканатор 3. Когда по- '25 верхность измеряемого объекта точно расположена в плоскости, оптически сопряженной через объектив 6 с плоскостью анализа,, световое пятно на поверхности измеряемого объекта 14 сфокусировано и неподвижно, а отраженный ³⁰ световой поток полностью размещается на сканаторе 3 и не проходит на фотоприемник 12, установленный за ним.Когда же поверхность измеряемого объекта · выходит из сопряженной плоскости,то 35 отраженный световой поток приходит в,, плоскость анализа расфокусированным и подвижным, его размеры превышают размеры сканатора 3 и на фотоприемник 12 попадает световой по- 40 ток’, промодулированный по амплитуде, вызывая тем самым переменный фотЪ- , электрический сигнал, несущий информацию об изменении линейных размерой, который затем подается в электронный 45 блок 13 обработки сигналов.

Отраженный световой пучок от сканатора 3,, вследствие его колебаний, сканирует по углу, что приводит к возвозвратно-поступательному перемеще-_; $q нию проекции следа пятна на поверх-’ ности объектива 6. Параметры сканирования выбраны так, что угловая амплитуда отклонения пучка совпадает с апертурным углом объектива 6. Степень диафрагмирования света полосой зависит от мгновенного углового положения пучка в пространстве, при этом центр сканирования пучка совпадает с центром полосы 7. В результате плоских угловых колебаний световой поток дополни тельно модулируется в пространстве с помощью непрозрачной полосы 7, нанесенной на поверхность объектива.6 с частотой , равной удвоеннойчастоте колебаний сканатора 3.

Часть светового потока, отраженного от измеряемого объекта 14, попадает на фотоприемник 8, с которого фототок поступает на вход узкополосного усилителя 9·, настроенного на частоту второй гармоники фотоэлектрического сигнала, а далее‘сигнал снимается со входа усилителя 9, детектируется амплитудным детектором 10 и поступает на вход блока 11 управления излучательной способности источника 1 монохроматического излучения.

При изменении величины отраженного светового потока изменяется значение амплитуды второй гармоники фотоэлектрического сигнала, в блоке регулировки излучательной способности источника излучения вырабатывается сигнал, регулирующий излучательную способность источника света таким образом, что при уменьшении светового потока на фотоприемнике излучательная способность источника света увеличивается и наоборот. '

Положительный эффект состоит в получении стабильного уровня интенсивности излучения на срезе сканатора в обратном ходе, что повышает . точность измерения.

Claims (1)

1. способностью монохроматического источника 1, а также информационный фотоприемник 12 и электронный блок 13 обработки сигналов. Устройство работает следующим образом. Монохроматический световой пучок от источника 1 с помощью кондёнсора 2 фокусируетс  на сканатрре 3, который под действием привода 4 совершает гармонические колебани . В результате этого световой поток совершает в пространстве плоские угловые 1к6лебанй . Прошедший через . объектив 6 сканирующий световой поток совершает аналогичные плоские угловые колебани  относительно трчки пер1есечени  оптически сопр женной плоскости с оптической осью объектива 6. Поверхность измер емого объекта 14 расположена в указанной сопр женной плоскости, и отраженный от ее поверхности световой поток собираетс  объективом 6 в плоскости анализа, где расположен сканатор 3. Когда поверхность измер емого объекта точно расположена в плоскости, оптически сопр женной через объектив 6 с плоскостью анализа,, световое п тно на поверхности измер емого объекта 14 сфокусировано и неподвижно, а отраженный световой поток полностью размещаетс  на сксхнаторе 3 и не проходит на фотоприемник 12, установленный за ним.Ког да же поверхность измер емого объекта выходит из сопр женной плоскости,то отраженный световой поток приходит ;в.., плоскость анализа расфокусированНБ1М и подвижным, его размеры превышают размеры сканатора 3 и на фотоприемник 12 попадает световой поток , промодулированный по амплитуде, вызыва  тем самым переменный фотй-- -, электрический сигнал, несущий информацию об изменении линейных размером который затем подаетс  в электронный блок 13 обработки сигналов. Отраженный световой пучокот сканатора 3,, вследствие его колебаний, сканирует по углу, что приводит к во возвратно-постуиательному перемеще-; нию проекции следа п тна на поверхности объектива б. Параметры сканиро вани  выбраны так, что углова  ампли туда отклонени  пучка сойпалает с апертурным углом объектива 6. Степен диафрагмировани  света полосой зависит от мгновенного углового положени пучка в пространстве, при этом центр сканировани  пучка совпадает с центро пйлосы 7. В результате плоских угловых колебаний световой поток дополни тельно модулируетс  в пространстве с помощью непрозрачной полосы 7, нанесенной на поверхность объектива.6 с частотой , равной-удвоеннойчастоте колебаний сканатора 3. Часть светового потока, отраженно- го от измер емого объекта 14, попадает на фотоприемник 8, с которого фототок поступает на вход узкополосного усилител  9, настроенного на частоту второй гармоники фотоэлектрического сигнала, а далеесигнал снимаетс  со входа усилител  9, детектируетс  амплитудным детектором 10 и поступает на вход блока 11 управлени  излучательной способности источника 1 монохроматического излучени . При изменении величины отраженного светового потока измен етс  значение амплитуды второй гармоники фотоэлектрического сигнала, в блоке регулировки излучательной способности источника излучени  вырабатываетс  сигнал, регулирующий излучательную способ .ность источника света таким образом, что при уменьшении светового потока на фотоприемнике излучательна  способность источника света увеличиваетс  и наоборот. Положительный эффект состоит в получении стабильного уровн  интенсивности излучени  на срезе сканатора в обратном ходе, что повышает . точность измерени . Формула изобретени  Фотоэлектрическое устройство дл  измерени  линейных размеров по авт.. св. № 665204, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, сцелью повышени  точности измерени , оно снабжено дополнительным фртоприёмником, располагаемым в обратном ходе световых лучей от измер емого объекта, и электрически св занными узкополосным усилителем фотоэлектрического сигнала , амплитудным детектором и блоком управлени  излучени  источника. света, образующими канал обратной св зи источника свет, а на одной из поверхностей объектива, симметрично относительно его центра, нанесена непрозрачна  полоса, ориентированна  параллельно срезу сканатора и имеюща  ширину, равную проекции среза мгновенного светового пучка от сканатора на поверхность объектива. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское Свидетельство СССР № 665204, кл. 0,01 В 11/00, 1979.