[实用新型]激光衍射测量仪

说明书

本实用新型属激光测量仪，特别涉及一种测量形位误差的非接触激光衍射测量仪。

依据形位公差国家标准(GB1958-80)，对于形状误差和位置误差的检测设备，大体分为两类：一类为精密量仪，如圆度仪、三坐标测量机、准直望远镜、自准直仪、水平仪等；另一类为带指示器(如千分表)的测量架，配以直角座、V形块、等高V形架(块)、顶尖、定位块、固定支承、可调支承等在平板上进行测量。上述的各种量仪，其测量精度高，但某些量仪价格昂贵，一般单位不具备条件购买。而指示器配以各种装备所进行的测量，尽管价格低，易实现，但测量精度较低，不适于高精度测量。除少数仪器外，多数量仪及千分表等测量属于接触测量，存在测量力引起测量误差，影响测量精度。

本实用新型的目的在于克服以上技术不足，提供一种测量精度高、误差小的激光衍射测量仪。

本实用新型的任务在于，激光衍射测量仪在底座右部的激光器立柱的托盘内水平安装激光发生器，“”型棱缘支架的支架开有狭长通光孔，上端锁块内安装的棱缘与支承件上的被测工件之间形成狭缝，在底座的左部安装激光接收光屏背部框架安装容栅式数显卡尺。接收光屏和棱缘及被测工件之间底座的支架上安装可调负透镜，激光束通过负透镜中心射向接收光屏。

激光衍射测量仪在底座上方亦可垂直安装激光发生器，在支承件支承的被测工件下部安装平面反射镜，激光反射通过负透镜中心射向接收光屏。

激光衍射测量仪利用激光亮度高，方向性好，单色性好及相干性好等特点，采用非接触测量和间接测量方法，根据夫琅和费单缝隙衍射原理，可以测量直线度误差，跳动误差等多项形位误差，也可测量长、宽、高尺寸、细丝直径及外锥角等；利用圆孔衍射原理，可以测量微小孔径等。

根据夫琅和费单缝衍射原理，当激光通过由棱缘与棱缘或棱缘与被测件表面间形成狭缝，在光路通道的接收光屏上显示明暗相间的衍射条纹，间距D与狭缝宽度b、激光波长λ、狭缝与光屏间的距离L的关系为D＝Lλ/b。放大后的衍射条纹间距为D＝KλL/b，式中，K为负透镜放大倍数。测出衍射条纹间距D，计算狭缝宽度b。

用接收光屏背部安装的容栅式数显卡尺测量衍射条纹间距D，为了便于瞄准，在读数窗后安装的暗盒内置发光二极管，发出的光通过宽度可调的狭缝射向光屏，将此光线置于暗条纹或亮条纹的中心后按下卡尺的指零按钮，再移动副尺，瞄准后读到n个条纹间距的数值，计算衍射条纹的平均间距D。

对微小孔径，通过测量衍射中心亮斑的直径D，用R＝kλL₃/D计算出孔径，式中，L₃为负透镜至接收光屏间的距离，R为被测小孔的半径。

激光衍射测量仪在暗盒中置放二象限硅光电池连接差动放大器和电流表，将硅光电池接收的光强转化为电流，经差动放大器处理后放大，电流表显示出被测狭缝宽度相对初始宽度的变化量，得到测量结果。

激光衍射测量仪特点如下：

1、当激光衍射测量仪的激光光束水平发射时，可测量多项形位误差，长、宽、高尺寸、细丝直径及轴径等。

2、当激光衍射测量仪的激光光束垂直发射，用45°平面反射镜反射成水平光束，可测量微小孔径及易变形件内外径等。

3、该仪器在光路中安装负透镜可显著减小仪器长度尺寸、降低仪器制造误差影响、放大衍射条纹间距、提高仪器测量精度。负透镜的放大倍数K可在其安装前后，用测得的衍射条纹平均间距的比直得到。

4、激光衍射测量属非接触测量，无测量力影响；被测参数值越小、狭缝宽度越小，其测量精度越高。

5、激光衍射测量仪可用光电接收、电表显示，测量参数广，自动显示测量数值，测量精度高。

以下结合附图以实施例具体说明。

图1示激光衍射测量仪水平光路结构图。

图2示图1的A向光屏测量结构视图。

图3示图1的B向负透镜结构视图。

图4示图1的C向激光器托盘结构视图。

图5示激光衍射测量仪反射光路结构图。

图6示激光衍射测量仪光电显示光路结构图。

图7示图6的D向电流表、差动放大器结构视图。

图8示图5反射光路支承件结构图。

图9示光电接收、电表显示电路原理图。