Приспособления к измерительным устройствам, отличающиеся оптическими средствами измерения: .для измерения расстояния или зазора между разнесенными предметами или отверстиями – G01B 11/14

Способ заключается в формировании подаваемого на поверхность исследуемого объекта потока светового излучения, регистрации в фиксированной точке отраженного света и преобразовании его в электрический сигнал, величину которого используют для определения расстояния от поверхности исследуемого объекта по формуле: , где х₀ - начальное расстояние от светоотражающей поверхности исследуемого объекта до фотоприемника; U₀ - амплитуда выходного сигнала с фотоприемника, соответствующая х₀; U - амплитуда выходного сигнала с фотоприемника, соответствующая х. Технический результат - возможность определения перемещения в любой момент времени за счет измерения уровня выходного сигнала с фотоприемника. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения геометрических параметров нанообъектов. Оптическая измерительная система содержит модуль изменения и контроля параметров оптической схемы и условий освещения; модуль освещения; модуль построения оптического изображения; модуль дефокусирования; модуль регистрации ряда изображений с различной степенью дефокусирования; модуль расчета ряда изображений с различной степенью дефокусирования; модуль сравнения зарегистрированных дефокусированных изображений с рассчитанными изображениями; модуль пользовательского интерфейса. Способ заключается в том, что регистрируют ряд изображений наноструктуры, соответствующих различным длинам волн рассеянного излучения с различной степенью дефокусировки; рассчитывают несколько рядов изображений наноструктуры при значении критического размера, находящемся в известных заданных границах; сравнивают ряд измеренных изображений наноструктуры с соответствующими рядами рассчитанных изображений и определяют наилучшее приближение значения критического размера. Технический результат - обеспечить измерение критического размера наноструктуры на основе обработки дефокусированных изображений без механического сканирования исследуемой наноструктуры вдоль фокуса. 2 н. и 27 з.п. ф-лы, 11 ил.

Способ заключается в том, что изображение объекта фокусируют объективом в плоскости приемника, сканируют его возвратно-поступательно вдоль линейки элементов приемника, предварительно определяют номер N облучаемого элемента приемника, выключают выходы остальных элементов, осуществляют периодическое равномерное возвратно-поступательное сканирование изображения объекта облучаемым элементом с амплитудой, равной ширине элемента b, формируют опорные импульсы в середине каждого полупериода сканирования, измеряют временные интервалы t₁ и t₂ между фронтами сигналов и опорными импульсами в каждом полупериоде сканирования и измеряют их разность t= t₂- t₁. Линейное перемещение х изображения объекта определяют по формуле x=Nb+b t/T, где T - полупериод сканирования. Устройство содержит объектив, многоэлементный приемник излучения в виде линейки, электронный модуль обработки сигнала при сканировании изображения объекта в пределах ширины одного элемента приемника и линейный двигатель для обеспечения возвратно-поступательного перемещения оправы приемника в пределах ширины его элемента. Технический результат - повышение точности измерений линейных перемещений. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство содержит неподвижную часть, подвижную часть с установленным на ней объектом, источник монохроматического излучения, одномодовый световод, формирующий точечный источник, совмещенный с передним фокусом оптической системы, две параллельные прозрачные пластины, установленные перпендикулярно оптической оси. Первая пластина установлена на неподвижной части и по ее периметру на стороне, обращенной ко второй пластине, под углом ~120° друг к другу расположены три участка с наклонными к плоскости пластины поверхностями с перепадом высот от центра пластины к ее краю на величину, равную, как минимум, половине длины волны монохроматического излучения. Вторая пластина закреплена на объекте и по ее периметру под углом ~120° закреплены три актюатора. За второй пластиной установлены оптически сопряженные с участками наклонной поверхности три линейных матричных фотоприемника, выходы которых подключены ко входам компьютера. Выходы компьютера подключены к приводу подвижной части и трем актюаторам. Поверхности участков наклонных поверхностей и второй пластины, обращенные друг к другу, выполнены с высоко отражающим покрытием. Технический результат - перемещение объекта с нанометровой точностью в большом диапазоне расстояний - от нескольких нм до 1 м. 5 ил.

Устройство содержит источник монохроматического излучения, выход которого совмещен с входом одномодового световода, формирующего на выходе точечный источник монохроматического излучения, совмещенный с передним фокусом оптической системы, формирующей параллельный пучок света. Две прозрачные пластины установлены перпендикулярно оптической оси и параллельно друг другу. По периметру первой пластины на стороне, обращенной ко второй пластине, под углом ~120° друг к другу расположены три участка с наклонными к плоскости первой пластины поверхностями. За второй пластиной помещены оптически сопряженные с участками наклонной поверхности три линейных матричных фотоприемника, выходы которых подключены к компьютеру. Одна из пластин жестко закреплена на объекте контроля. Участки наклонной поверхности и поверхность второй пластины, обращенные друг к другу, выполнены с высоко отражающим покрытием, участки наклонной поверхности выполнены с перепадом высот от центра первой пластины к ее краю на величину, равную, как минимум, половине длины волны монохроматического излучения. Длины участков наклонной поверхности соответствуют длине рабочих окон линейных матричных фотоприемников. Технический результат - повышение точности определения положения одного объекта относительно другого до 0,01 нм за меньшее время (до 1 мксек) в большем диапазоне расстояний между объектами. 4 ил.

Изобретение касается способа и устройства для измерения зазоров и выравниваний между деталями, закрепленными на автомобильном транспортном средстве при отсутствии одной из них в процессе измерений. Способ характеризуется позиционированием датчика в положении, позволяющем ему иметь зону измерения, включающую в себя край первой детали и точку маркировки на опорном узле для второй отсутствующей детали. Для образования первого изображения зоны измерения излучают лазерную полосу. Для образования второго изображения этой зоны измерения производят дополнительное освещение, в котором точка маркировки на узле появится в виде китайской тени. Полученные изображения обрабатывают и определяют с помощью соответствующего алгоритма зазор и выравнивание между первой и второй деталью. Технический результат - обеспечение быстроты и точности измерения зазора в отсутствие одной из деталей. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Лазерное устройство для измерения воздушного зазора электрической машины, содержащей статор и ротор, включает лазер, имеющий две грани резонатора для излучения выходного света, свет из первой грани резонатора рассеивается на поверхности ротора электрической машины и попадает обратно в лазер, модуль управления оптической частотой лазера, подключенный к лазеру и изменяющий его оптическую рабочую частоту, модуль оптического детектирования, чувствительный к выходному свету из второй грани резонатора. Интенсивность выходного света связана с расстоянием до ротора из-за интерференции в лазере между рассеянным светом от ротора и светом в лазере. Также устройство содержит модуль синхронизации с ротором, который подключен к модулю измерения расстояния, и модуль фазового накопления, который подключен к модулю синхронизации и модулю измерения расстояния и осуществляет фазовое накопление измеренных данных. Технический результат заключается в обеспечении уменьшения погрешности измерения при наличии высокого разрешения измеряемых данных. 1 ил.

Способ включает получение под углом наблюдения к вертикали, обеспечивающим наблюдение нижнего электрода, цифрового оптического изображения электродов, содержащего калибровочную линейку. На изображении определяют расстояния t₁ и t₂ между верхней и нижней гранями верхнего и нижнего электрода соответственно и расстояние h между изображениями нижней грани верхнего и верхней грани нижнего электродов. Осуществляют поворот позиции наблюдения на азимутальный угол в 180 градусов в горизонтальной плоскости. Получают изображение обратной стороны электродов, содержащее калибровочную линейку. На полученном изображении определяют расстояния и между верхней и нижней гранями верхнего и нижнего электрода соответственно; рассчитывают величину межэлектродного расстояния с использованием соотношения ; где - угол отклонения плоскости, в которой лежит элемент электрода, от горизонтали, полученный из соотношения: , где i=1 для верхнего электрода, а i=2 для нижнего электрода. Технический результат - расширение функциональной возможности измерения межэлектродного расстояния расположенных на малом расстоянии один над другим по вертикали и полностью перекрывающихся электродов для контроля качества производимых электровакуумных приборов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для определения расстояния ( х) между, по меньшей мере, одной рабочей лопаткой и окружающей, по меньшей мере, одну рабочую лопатку стенкой газовой турбины содержит волновод для направления электромагнитных волн и излучения электромагнитных волн через, по меньшей мере, одно обращенное к рабочей лопатке отверстие волновода в направлении рабочей лопатки. По меньшей мере, одно средство для ввода электромагнитных волн в волновод. По меньшей мере, одно средство для приема отраженных составляющих электромагнитных волн, вводимых в волновод. Кроме того, устройство содержит блок оценки для оценки принимаемых отраженных составляющих вводимых электромагнитных волн, включающий в себя средство для сравнения фазы вводимых электромагнитных волн с фазой отраженных составляющих вводимых электромагнитных волн. Причем посредством блока оценки для каждой частоты может определяться значение сравнения фаз и из сравнения значений сравнения фаз может определяться расстояние ( х). При этом волновод выполнен из, по меньшей мере, двух сегментов волновода, которые выполнены из различных материалов, причем температурная стойкость и свойство ослабления для электромагнитных волн материалов, начиная от сегмента, который связан со средствами для ввода и приема, возрастают в направлении сегмента, имеющего отверстие волновода. Технический результат - повышение точности измерения, а также возможность направлять электромагнитные волны с низким ослаблением, обеспечение устойчивости по отношению к высоким температурам. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для определения расстояния ( х) между, по меньшей мере, одной рабочей лопаткой (14) и окружающей, по меньшей мере, одну рабочую лопатку (14) стенкой (111) машины (10) для превращения кинетической энергии потока в механическую энергию содержит волновод (40) для направления электромагнитных волн (31a, 31b, 32a, 32b) с различными частотами и излучения электромагнитных волн (31а) с, по меньшей мере, одной частотой через, по меньшей мере, одно обращенное к рабочей лопатке (14) отверстие (41) волновода в направлении рабочей лопатки (14), по меньшей мере, одно средство (51) для ввода электромагнитных волн (31а, 31b) с различными частотами в волновод (40) и, по меньшей мере, одно средство (52) для приема отраженных составляющих (32a, 32b) электромагнитных волн (31а, 31b), вводимых в волновод (40). Кроме того, устройство содержит блок (60) оценки для оценки принимаемых отраженных составляющих (32a, 32b) вводимых электромагнитных волн (31а, 31b). Блок (60) оценки включает в себя средство (61) для сравнения соответствующих фаз вводимых электромагнитных волн (31а, 31b) с фазами соответствующих отраженных составляющих (32a, 32b) вводимых электромагнитных волн, причем посредством блока оценки для каждой частоты определяется значение сравнения фаз и из сравнения значений сравнений фаз может определяться расстояние ( х). При этом волновод (40) снабжен герметизирующим элементом (70а), который для электромагнитных волн (31b, 32b) одной первой частоты выполнен отражающим, а для электромагнитных волн (31а, 32a) одной второй частоты выполнен пропускающим, и имеет две противолежащих поверхности (71а, 72а). Технический результат - защита подключенных к волноводу приборов от экстремальных условий, имеющих место в процессе работы машины, определение расстояния между одной рабочей лопаткой и окружающей одну рабочую лопатку стенкой машины для превращения кинетической энергии потока в механическую энергию. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технологическому оборудованию для определения предельных отклонений рельсовых путей, и может быть использовано преимущественно для периодических измерений пролета (сужения или уширения колеи рельсового пути) и разности отметок головок рельсов в одном поперечном сечении. Устройство включает лазерный дальномер и мишень, которые закреплены на кронштейнах, устанавливаемых на противоположных рельсах кранового пути. Кронштейны выполнены П-образной формы, расстояние между их вертикальными щеками превышает ширину головки рельса и равно 70 160 мм. Каждый кронштейн снабжен фиксатором положения, который выполнен в виде Г-образного прижима к головке рельса с возможностью дискретной перестановки его в отверстия, образованные вдоль горизонтальной полки кронштейна, и болта, ввернутого в одну из щек и взаимодействующего с вертикальной стенкой прижима. На горизонтальную полку кронштейнов нанесена шкала размеров головок рельсов. Лазерный дальномер снабжен устройством наведения на мишень, которое закреплено на горизонтальной полке одного кронштейна. Мишень закреплена вертикально на щеке другого кронштейна. Устройство для наведения лазерного дальномера на мишень и кронштейн крепления мишени снабжены уровнями, в двух взаимно перпендикулярных направлениях вдоль и поперек рельсов, а на мишень в вертикальном направлении нанесена шкала линейных размеров. Технический результат заключается в повышении точности измерения параметров планово-высотного положения кранового пути и повышении безопасности выполнения этих работ. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил.

Группа изобретений относится к железнодорожному транспорту. В способе контроля профиля рельса и расстояния между рельсами железнодорожного пути измеряют при помощи лучей двух лазерных датчиков, расположенных на подвижной платформе вагона-путеизмерителя над рельсами, расстояния до рельсов. Вносят измеренную информацию в блок памяти бортового компьютера одновременно с внесением информации о пройденном расстоянии и определяют отклонения от заданных значений. Лазерные датчики закреплены с возможностью окружного поворота. Поворот лазерных датчиков синхронизирован. Вагон-путеизмеритель содержит два лазерных датчика, закрепленных на платформе вагона над рельсами и подключенных через контроллер к компьютеру. Датчики установлены в защитных корпусах, которые установлены с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной продольной оси датчиков и соединены, по меньшей мере, с одним приводом, например гидроцилиндром, имеющим шток. Группа изобретений обеспечивает повышение точности измерений. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения радиальных зазоров между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины при экспериментальных исследованиях и доводке газотурбинных двигателей (ГТД). Устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя содержит эндоскоп бокового зрения и регистратор изображения зазора. Эндоскоп бокового зрения выполнен в виде двух перископических наблюдательного и осветительного зондов, установленных в двух разнесенных отверстиях на корпусе турбины. При этом оптические оси зондов пересекаются в области измеряемого зазора и образуют с касательной плоскостью к поверхности спинки рабочей лопатки турбины у выходной кромки углы зеркального падения и отражения. Причем осветительный зонд снабжен источником света сине-фиолетовой области спектра, а наблюдательный зонд содержит телекамеру с полосовым оптическим фильтром, имеющим пропускание в том же спектральном диапазоне. Оптические системы зондов формируют параллельные пучки лучей освещения и наблюдения. Технический результат - повышение точности измерения в высокотемпературных турбинах ГТД. 2 ил.

Способ включает формирование лазерного излучения, направляемого на объект измерения. Отражение от поверхности объекта «собирается» конденсором, один фокус которого располагается на поверхности объекта, а другой - на чувствительной площадке фотодиода. Временную шкалу для измеряемых моментов времени создают колебаниями основного генератора. Запуск лазера производят периодически, кратно периодам основного генератора. Ответный сигнал фотодиода используют для измерения его положения на временной шкале в выбранный период запуска лазера. Для этого производят изменение управляющего напряжения нониусного генератора, в результате чего нониусный генератор изменяет частоту генерации, следовательно, изменяется наклон линейной функции взаимного сдвига фаз двух генераторов. Момент времени изменения частоты нониусного генератора определяют аналитически как проекцию на временную ось точки пересечения линейных функций взаимного сдвига фаз двух генераторов, рассчитанных до и после изменения управляющего напряжения. Расчет каждого из двух параметров линейных функций производят накоплением и анализом целых чисел номеров периодов основного генератора, которые отмечают изменением разности фаз функции сдвига. Период основного генератора, который отмечают изменением разности фаз, характеризуется тем, что этот период «охватывается» периодом нониусного генератора, если он превышает период основного, или период нониусного генератора «вписывается» внутрь периода основного, если он меньше его. Обработку образованного массива чисел с целью получения обоих параметров линейной функции взаимного сдвига фаз двух генераторов производят по теории неэвклидовой разностной цепной дроби. Технический результат заключается в расширении области использования. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для измерения радиальных зазоров между торцами лопаток вращающегося ротора и статором турбомашины. Устройство для измерения радиального зазора между концами рабочих лопаток вращающегося ротора и статором турбомашины содержит эндоскоп бокового зрения с фотоаппаратом и дополнительный зонд с источником света, установленный в отверстии статора над концами рабочих лопаток для их освещения узким световым пучком, ось которого расположена в плоскости фокусировки эндоскопа и направлена в торцы рабочих лопаток. Технический результат - повышение точности измерения радиального зазора и исключение погрешности осевого смещения зазора ротора. 2 ил.

Предложенное изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения зазоров между деталями машин и механизмов. Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении точности измерения расстояний между элементами машин и механизмов в процессе их функционирования при воздействии на элементы измерительного оборудования температуры и вибрации. Устройство измерения зазоров между деталями машин и механизмов по первому варианту своей конструктивной реализации содержит генератор электромагнитных колебаний, первый направленный элемент, первую линию передачи сигналов, соединенную с антенной, фазовый детектор, вычислитель, второй направленный элемент и вторую линию передачи сигналов, конструктивно идентичную первой линии передачи сигналов и механически объединенную с ней, при этом на конце второй линии передачи сигналов установлен замыкатель в виде фиксированного отражающего элемента. В устройстве по второму варианту своей конструктивной реализации в отличие от первого варианта устройства исключен второй направленный элемент и введены два управляемых коммутатора, обеспечивающих поочередное переключение генератора электромагнитных колебаний то к первой линии передачи сигналов, то - ко второй. Описанные устройства реализуют соответствующий способ измерения зазоров между деталями машин и механизмов. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ для измерения расстояний включает облучение измеряемого объекта через оптическую фокусирующую систему моноимпульсным лазерным излучателем с модулированной добротностью и плотностью мощности в точке фокусировки более 10⁸ Вт/см² , для получения поправки на текущую скорость звука используют компаратор с мерной базой, а излучение фокусируют в точке измерения объекта и одновременно в двух точках мерной базы, звуковой сигнал принимают с помощью широкополосной акустической антенны, причем точки облучения, а также приемник и его антенну располагают на оптической оси фокусирующей системы, а отсчет времени приема звуковой волны производят в конце первого полупериода электрического сигнала приемника, индуцированного этой волной. Устройство для осуществления способа содержит оптическую фокусирующую систему лазерного излучателя и компаратор с мерной базой, приемник акустических сигналов содержит широкополосную высокочастотную антенну, при этом оси антенны, акустического приемника и мерной базы совмещены с оптической осью фокусирующей системы. Технический результат - повышение точности, дальности и функциональности измерений, а также улучшение качества принимаемого акустического сигнала. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретения относятся к способу и устройству для бесконтактного измерения поперечного профиля или расстояния между рельсами пути. Способ протягивания троса контактной сети (2) заключается в том, что каждый рельс (6) считывается с помощью датчика измерения расстояния (16), расположенного над рельсом, и непрерывно перемещающегося в продольном направлении пути, и сканирующего в плоскости считывания (20), проходящей перпендикулярно продольному направлению пути. Проблемные точки измерения (25) на рельсе, в значительной степени определяющие геометрию стрелочного перевода, регистрируют в качестве измерительных величин в полярной системе координат. Полярные координаты для измерительных величин преобразуют в декартовы координаты, а информацию перезаписывают в запоминающем устройстве в связи с непрерывным измерением расстояния с помощью колеса для измерения расстояния, после чего вычисляют поперечный профиль стрелочного перевода (1) на основании зарегистрированных измерительных значений. Полученные действительные измерительные значения сравнивают в определенных точках измерения (25) с записанными в памяти заданными значениями по меньшей мере для двух из перечисленных параметров: ширина зазора между контррельсом и ходовым рельсом, сквозной зазор или состояние износа остряка, минимальная ширина между гранью направляющего рельса и боковой гранью ходового рельса в кривой, ширина колеи и/или расстояние между контррельсами или направляющими поверхностями, и определение степени отклонения от заданных значений. В устройстве для бесконтактного измерения поперечного профиля или расстояния между рельсами пути каждый датчик измерения расстояния (16) расположен в области над соответствующим ему рельсом (6) и представляет собой лазерный сканер (17) для считывания проблемных точек измерения (25), в значительной степени определяющих геометрию стрелочного перевода, который выполнен с возможностью совершения возвратно-поступательного движения с углом сканирования (). Технический результат - возможность более быстрого и более точного определения и оценки измерительных величин, важных для состояния стрелочного перевода. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Для контролирования перпендикулярности компонента (10), такого как ядерная топливная таблетка, этот компонент устанавливают на опорную плоскость и с помощью двух пар лазерных микрометров (A1, A2, B1, B2) производят измерения расстояний, отделяющих диаметрально противоположные образующие компонента от стержня (Т, Т') отсчета, на двух различных уровнях и в двух измерительных плоскостях (Р, Р'), перпендикулярных друг другу. Из них вычисляют максимальное отклонение от перпендикулярности контролируемого компонента. Технический результат - повышение точности, контролирование перпендикулярности компонентов различного диаметра и различной длины, получение стабильных во времени результатов измерений. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Оптико-электронный преобразователь для бесконтактного измерения перемещений объектов относительно друг друга содержит источник излучения в виде светодиода, установленный на одном из объектов, и многоэлементный линейный фотоприемник, установленный на другом объекте. Фотоприемник выполнен в виде двух пар разнесенных в пространстве многоэлементных линейных фотоприемников, выполненных в виде ПЗС, светочувствительные линейки которых в каждой паре установлены под углом ₁ относительно другой пары, а между светодиодом и каждой парой линейных фотоприемников установлены объектив и устройство формирования изображения световой марки от светодиода в виде креста в плоскости каждой пары линейных фотоприемников, выполненное в виде не менее чем из двух цилиндрических линзовых растров, не экранирующих друг друга, угол между плоскостями симметрии которых ₂. Технический результат - повышение точности измерений линейного перемещения двух объектов относительно друг друга и измерения углового положения между ними с высокой точностью. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Фотоприемник для измерения пространственно-временного распределения амплитуд и фаз интерференционного поля содержит два интерференционно-чувствительных фотоэлектрических слоя, которые смещены относительно друг друга в плоскости, параллельной слоям. При этом разность оптических расстояний от плоскости, параллельной фотоэлектрическим слоям и ограничивающей фотоприемник с одной стороны, до оптически дальнего от нее фотоэлектрического слоя и от этой плоскости до оптически ближнего к ней фотоэлектрического слоя равна l_1опт=k₁ /2+k₂ /4+ /8, а также разность оптических расстояний от плоскости, параллельной фотоэлектрическим слоям и ограничивающей фотоприемник с другой стороны, до оптически дальнего от нее фотоэлектрического слоя и от этой плоскости до оптически ближнего к ней фотоэлектрического слоя равна l_2опт=k₃ /2+k₂ /4+ /8, где - длина волны регистрируемого излучения, k₁, k ₂, k₃ - любые целые неотрицательные числа. Технический результат - получение квадратурных сигналов при перемещении фотоприемника в интерференционном поле встречных световых потоков. 3 ил.