Безконтактний тривимірний профілометр

Безконтактний тривимірний профілометр, що містить джерело білого світла, світловіддільник, призначений для формування опорного й вимірювального пучків випромінювання, еталонне дзеркало, встановлене в ході опорного пучка випромі 3 На кресленні зображена блок-схема безконтактного тривимірного профілометру. Безконтактний тривимірний профілометр включає джерело білого світла 1, встановлений по ходу випромінювання світловіддільник 2, який формує опорний і вимірювальний пучки випромінювання. У ході вимірювального пучка встановлена поверхня для реєстрації 3. У ході опорного пучка встановлене еталонне дзеркало 4, закріплене до корпуса за допомогою штока 5 і плоских пружин 6. Протилежний кінець штока 5 закріплений до якоря 7, який розташований у магнітному полі постійного магніту 8. ЦАП 9, включений входом до ЕОМ 10, а виходом до якоря 7, призначений для керування струмом, що проходить по якорю, а відповідно й положенням еталонного дзеркала 4. У ході суміщених опорного й вимірювального пучків установлена ПЗЗ матриця 11, підключена до ЕОМ 10 для обробки інформації. Прилад працює таким чином. Пучок випромінювання від джерела 1 ділиться світловіддільником 2 на вимірювальний, котрий надходить на поверхню для реєстрації 3 й опорний, спрямований на еталонне дзеркало 4. Відбившись від досліджуваної поверхні 3 й еталонного дзеркала 4 пучки сполучаються світловіддільником 2 й утворюють інтерференційну картину на поверхні ПЗЗ матриці 11, інтенсивність якої в кожній точці одночасно обчислюється ЕОМ 10. Для здійснення зміни фази в опорному каналі за заданим законом за допомогою ПО й ЦАП 9 регулюють струм на якорі 7, а відповідно й силу, яка діє на плоскі пружини 6 через шток 5. Причому, сила, яка діє на шток 5 і величина прогину плоских пружин 6, прямо пропорційна струму, який проходить через якір 7, тому що ширина якоря 7 більше 39972 4 ширини магнітного поля, який перетинає якір 7. Тобто величина зсуву еталонного дзеркала 4 прямо пропорційна величині струму, який проходить через якір 7 постійного магніту 8. Для реєстрації тривимірного профілю поверхні покроково переміщується еталонне дзеркало й по послідовності відеокадрів визначають максимуми інтенсивності (яскравості) у кожній точці поверхні, що проецюється на ПЗЗ матрицю. А висота кожної точки буде дорівнюти кількості кроків, при якій досягається максимум інтенсивності. Якщо, наприклад, у якійсь точці максимум інтенсивності досяг на 10-тім кроці, а один крок еталонного дзеркала дорівнює 1нм, то висота цієї точки дорівнює 10нм і т.д. у всіх точках. Приклад. Плоскі пружини виконані з листової сталі товщиною 0,1мм і шириною 2мм, якір намотаний в 2 шари дротом товщиною 0,1мм на замкнутому алюмінієвому кільці для демпфірування коливань за рахунок виникаючих у кільці протидіючих струмів. Електромагнітний рушій еталонного дзеркала виконаний на подобу мініатюрного динаміка. Наприклад, при установці на мікроінтерферометр МІІ-4 замість нерухомого еталонного дзеркала рухливого, із пропонованим електромагнітним рушієм і відповідним ПО для визначення максимальної яскравості в кожній точці поверхні, що проецюється на ПЗЗ матрицю, установленої замість фотоапарата, то можна реєструвати як тривимірні, так і двовимірні профілі поверхні (див. додаток А). Джерела інформації 1. Авторське свідоцтво SU 1816313 A3, 1990. 2. И.М. Нагибина, В.А. Москалев, H.A. Полушкина, В.Л. Рудин. Прикладная физическая оптикаΜ.: Высш. шк., 2002. - 565с. 5 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 39972 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601