SU1052856A1 - Интерференционное устройство дл измерени размеров деталей - Google Patents

Abstract

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ, содержащее двухлучевой интерферометр типа Майкельсона, включающий канал монохроматического света и канал белого света, приемные блоки, установленные на выходе каналов, и электронный блок обработки, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и производительности измерени , оно снабжено двум  плоскопараллельными пластинками с полупрозрачными отражательными покрыти ми на обращенных друг к другу поверхност х, расположенными в канале белого света перпендикул рно его оси и с возможностью перемещени  вдоль этой оси. (Л 8 ел ю 00 ел

Description

Фиг.

Изобретение относитс  к измерительной технике и может бьп-ь использовано в оптических интерференционных приборах дл  прецизионных и оперативных измерений деталей в различных област х машиноС1роени .

Известно оптическое интерференционное устройство дл  измерени  концевых мер, содержащее две плоскопараллельные пластинки с заключенной между ними концевой мерой Размер концевой меры в этом устройстве опре еп ют путем измерени  длины эталона Фабри-Перо, образованного двум  плоскопараллельными пластинками с полупрозрачными отражательными покрыти ми на обращенных друг к другу поверхност х. Измерение производитс  методом совпадени  дробных частей полос при последовательном освещении пластин светом нескольких длин золн Г 1 ,

Ланкое устройство обеспечивает высокую точность измерений, но требует оператора высокой квалификации и трудно поддаетс  автоматизации о

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  интерференционное устройство дл  измерени  размеров деталей , содержащее лвухлучевой интерферометр типа Майкельсона, включающий канал монохроматического света и канал белого света, (Приемные блоки, установленные на входе каналов, и электронный блок обработки 2,

Извесгное устройство имеет низкие точность и производительность измерени .

Цель изобретени  - повышение тоности и производительности измерени 

Поставленна  цель достигаетс  тем, что интерференционное устройство дл  измерени  размеров деталей , содержащее двухлучевой интерферометр типа Майкельсона, включающий канал монохроматического света и канал белого света, приемные блоки, установленные на выходе каналов , и электронный блок обработки , снабжено двум  плоскопараллельншАи пластинками с полупрозрачными отражательными покрыти ми на обращенных друг к другу поверхност х , расположенными в канале бело света перпендикул рно его оси с зо:зможностью перемещени  вдоль это оси. .

На фиг, 1 изображена принципиальна  схема интерференционного устройства дл  измерени  размеров деталей на фиг. 2 сигналы канало1з монохроматического и белого свет

Устройство содержит двухлучевой интерферометр типа Майкельсона с кналом монохроматического света, включающим источник 1 монохроматического света и подвижный .отражатель 2, и каналом белого света, включающим источник 3 белого света и неподвижный отражатель 4, светоделитель 5 в виде стекл нного кубасистему 6 сканировани , плоскопараллельные пластинки 7 и 8 с .полупрозрачными отражательными покрыти ми на обращенных друг к другу поверхност х, расположенныгли в канале белого света перпендикул рно его оси с возможностью перемещени  вдоль этой оси, приемные блоки, установленные на выходе каналов н включающие приемно-усилитеные тракты 9 и 10 и формирователи 11 и 12 11мпу;льсов, и электронный блок 13 обработки

В качестве отражателей 2 и 4 используют отражатели типа кошачий глаз

На фиг, 2 обозначены: L, - разность хода между центральным максимумом и первым боковым в сигнале канала белого света; число импульсов монохроматического канала на разности хода Ц ; П - число импульсов генератора тактовой частот с мсмента пика главного максимуму сигнала канала белого света до первого импульса канала монохроматичекого излучени  П2 число импульсов тактового генератора с момента пика первого бокового максимума до MOTvjeHTa (Пд+1)-го импульса монохроматического канала; Яр- длина вол /laaepa.

Устройство дл  измерени  р азмеров деталей работает следук дим образом.

Интерферометр в исходном положении имеет небольиюе отрицательно запаздывание, т.е. подвижный отражатель 2 находитс  несколько ближе к светоделителю 5, чем неподвижный отражатель 4. Плоскопараллельные пластинки 7 и 8 взаимно параллельны и перпендикул рны лучу канала белого света. Частоту тактового генератора (не показан) в электронном блоке 13 обработки и cKOpcjcTb сканировани  подвижного отражател  2 устанавливают такими , чтобы за врем  сканировани  разности ходаЛр/2 тактовый генератор выхэабатывал пор дка 100 импульсов , т„е. .

Две плоскбпараллельные пластинки 7 и 8 с полупрозрачными отражательнь и Покрыти ми на обращенных друг к другу поверхност х представл ют собой многолучевой интерферометр Фабри-Перо. Сплошной прот жный спектр источника 3 белового

света, проход  через такой интерферометр , регул рно модулируетс  по амплитуде в функции волновых чисел так, что рассто ниелй () между соседними максимумами, рассто ние d (см) между пластинами и разность хода и между центральным максимумам и первым боковым в интерферограмме интерферометра Майкельсона, св заны Зависимостью:

L 2dncos Ss-f/dd,

где п - показатель преломлени  среды между отражательными поверхност ми пла.стин 7 и 8 б - угол преломлени  лучей

в среде.

При условии, ип 1, d l/2/so t.y2. Таким образом, определить J, т.е. размер детали 14, можно или рассчитав лб преобра ,зу  интерферограмму в спектр, или измерив t по интерферограмме. Второй путь требует значительно меньше аппаратурных затрат и вычислений . Система 6 сканировани  перемещает равномерно ПОДВИЖНЕЙ отражатель 2. При нулевой разности хода сигнал (фиг. 2) канала бело го света достигает максимума и в этот момент формирователь 11 импульсов вырабатывает импульс, по которому импульсы тактового генератора в электронном блоке 13 обработки начинают поступать на один счетчик (не показан), а импульсы с формировател  12, вьлрабатываемые через Лр/2 при прохождении сигнала монохроматического канала через нулевой уровень, на второй счетчик (не показан). Импульсы тактового генератора прекращают поступать на первый счетчик в момент поступлени  первого импульса, вырабатываемого электронным блоком 13. На первом счетчике фиксируетс  число п. (Система б сканировани  продолжает перемещение подвижного отражател  2 При достижении разности хода - 1, в сигнале канала белого света по вл етс  первый боковой максимум, по которому формирователь 11 импульсов вырабатывает импульс, по которому на втором счетчике фиксируетс  число Hjj, а импульсы с тактового генертора начинают поступать на первый счетчик на вычитание до момента

по влени  (Пд+1)-го импульса. перво/vi счетчике присутстЕует величина лп (). Электронный блок 13 обработки определ ет рассто ние с между пластинками 7 и 8 по выражению

()Лр/4

После получени  с формировател  12 (Пд+1)-го 1 мпульса вырабатываетс  команда на возврат подвижного отражател  2 в исходное состо ние и устройство готово к повторному или новому измерению. Измерение может быть произведено

и при обратном ходе подвижного отражател  2.

Отражатели 2 и 4 выбраны типа кошачий глаз дл  снижени  требований на поступательность перемещени  подвижного отражател  2 при сканировании. На фиг. 1 изображена схема интерферометра с двойным ходом лучей, что позвол ет удвоить- разность хода при том же

перемещении подвижного отражател  2.

5

При относительных измерени х размер измер емой детали 14 может быть значительно больше за счет такой конструкции держател  детали, когда контактные части (зажимы) (не

0 показаны) расположены значительно шире плоскопараллельных пластинок 7 и 8.

Метод пр мого счета числа полос более эффективен по сравнению с ме5 тодом совпадени  дробных частей полос. Преимущества предлагаемого устройства заключаютс  в возможности автоматизации прецизионных измерений, в простоте оптической

0 схемы устройства. Возможность работы с предельно узкими пучками света позвол ет снизить требовани  к технологии изготовлени  оптических деталей. Вследствие широкого

5 назначени  устройства, позвол ющего измер ть контактным способом размеры непрозрачных деталей и бесконтактным способом толщины прозрачных пластин, устройство может найти широкое применение в раз0 личных област х машиностроени  и оптической промышленности, что позвол ет организовать серийное производство с унификацией узлов и элементов.

Claims (1)

1. ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ, содержащее двухлучевой интерферо- метр типа Майкельсона, включающий канал монохроматического света и канал белого света, приемные блоки, установленные на выходе каналов, и электронный блок обработки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерения, оно снабжено двумя плоскопараллельными пластинками с полупрозрачными отражательными покрытиями на обращенных друг к другу поверхностях, расположенными в канале белого света перпендикулярно его оси и с возможностью перемещения вдоль этой оси.

   Фиг. 7