Thiết bị đo quang điện tử

Posted by vuvy 08/04/2021 0 Comment(s)

1.Tổng quan

Trong phép đo độ dài với phương pháp quang - điện tử, vật đo được dò không tiếp xúc bằng các tia sáng. Ở đầu nhận, thường là cảm biến CCD (điốt hình), tín hiệu đo quang học của ánh sáng được ghi lại và được xử lý. CCD (tiếng anh: Charge Coupled Device, dụng cụ ghép điện tích) bao gồm nhiều phần tử cảm biến với ánh sáng (điểm ảnh), chúng được sắp xếp thành hàng trong cảm biến hàng cũng như thành hàng và cột trong máy ảnh CCD (Cảm biến ma trận).
2. phương pháp chiếu biên dạng(vùng tối hình bóng)

Thiết bị đo trục quang điện tử ghi nhận prôfin của các chi tiết tròn (Hình 1).

Qua các tia sáng song song, xuất hiện ở bộ phận thu (cảm biến hàng CCD) một biên dạng của bóng mà kích thước tương ứng với chi tiết gia công. Để ghi nhận toàn bộ đường viền, trục được di chuyển một cách giới hạn theo trục chính, khi trục dài nó sẽ được đo với nhiều cảm biến (Hình 2).

Việc di chuyển theo chiều dài phối hợp với chuyển động quay của chi tiết gia công cũng có thể đo được độ thẳng và độ đảo với mật độ điểm cao (→ độ chính xác cao). Đường kính hoặc chiều dài có thể đo nhanh trong vài giây. Khi đo đường kính có thể đạt được giới hạn lỗi là 2 µm. Khi đo chiều dài, thí dụ chiều ngang của rãnh hoặc chiều ngang của đường vát cạnh thì giới hạn sai số vào khoảng 6 µm, vì chiều dài cũng bị ảnh hưởng bởi sự di chuyển của bàn trượt kiểm tra (bàn đo) và độ sạch của gá đỡ chi tiết gia công. Đo so sánh với đĩa bậc có độ chính xác cao người ta có thể dùng để hiệu chỉnh các thiết bị đo (Hình 2).
3.Máy quét laser

Tìm kiếm vật đo liên tục trong phạm vi đo (Hình 3).

Với việc quay của gương nhiều mặt (gương đa diện) (với 8... 16 mặt gương) tia sáng laser từ mỗi mặt kính được điều chỉnh song song và di chuyển trong phạm vi đo. Trong khoảng thời gian tia laser chiếu vào chi tiết, cảm biến hàng CCD ghi nhận một độ tụt biến áp. Vì vậy thời gian gián đoạn ánh sáng là kích thước của đường kính hoặc chiều dài của trục. Giới hạn lỗi có thể đạt khi đo đường kính là 2 µm và khi đo chiều dài là 10 µm. Máy quét laser cũng có thể đo được dây kim loại hoặc sợi từ 25 đến 40 lần mỗi giây, vì phép đo này không bị lệ thuộc bởi vị trí của vật đo trong phạm vi đo. Máy quét laser được sử dụng để giám sát đường kính, độ dày của màng mỏng và bề ngang băng kim loại hay nhựa dẻo trong dây chuyền sản xuất (Hình 4).

4.Các thiết bị đo khoảng cách bằng tia laser

Được sử dụng trong phạm vi từ 30 mm đến 1 m (Hình 1 Hình 2).

Nguyên tắc đo là “đo tam giác“ (3-góc): tia laser được chỉnh thẳng góc vào vật đo tạo ra ở đó một điểm sáng phân tán. Điểm sáng này được phản chiếu lại ở cảm biến hàng CCD của nơi nhận. Lúc đo biên dạng chi tiết gia công không được làm nhiễu hoặc cản trở tia phản xạ. Tùy thuộc vào khoảng cách đo, điểm sáng được tạo lại ở vị trí khác trên cảm biến hàng. Với một khoảng cách đo 100 mm, độ không chính xác của phép đo phải được dự tính là 0,2 mm. Cảm biến đo khoảng cách của các máy đo có cùng một nguyên tắc nhưng có nhiều chức năng đo khác nhau (Hình 2 trang 35)

 Các máy đo khoảng cách bằng tia laser phần lớn được sử dụng cho vật đo phản chiếu ánh sáng phân tán. Ở các mặt phẳng phản chiếu tất cả hoặc ít phản chiếu, tínhiệu đo rất nhỏ.

5. Giao thoa kế laser (Hình 3)
Giao thoa kế laser chia tia laser bằng bộ tách chùm (gương chỉ để 50 % ánh sáng xuyên qua) thành một tia đo đến một gương phản xạ di chuyển được gắn trên bàn máy và một tia so sánh vào một gương phản xạ đứng yên. Hai tia sáng phản xạ này giao thoa nhau ở bộ tách
chùm. Khi bàn máy với gương phản xạ được di chuyển đến một vị trí khác, số lần thay đổi sángtối là kích thước của sự di chuyển. Việc khảo sát về độ chính xác của máy công cụ và máy đo tọa độ được thực hiện với giao thoa kế laser. Người ta đo sự sai lệch của vị trí, độ thẳng, độ phẳng và độ vuông góc của trục chính với bàn máy. Để đo vị trí trên trục X của một máy phay, tia laser đi từ đầu laser song song với bàn máy, đến bộ tách chùm (
Hình 4).

Bộ tách chùm được gắn với gương phản chiếu cố định và trục chính. Gương phản chiếu thứ hai được định vị với bàn máy bằng chân đế có nam châm, qua sự di chuyển của máy nó được mang đến các vị trí khác nhau. Qua sự so sánh vị trí đo và vị trí hiển thị của máy người ta có thể đo sự sai lệch vị trí trên trục X. Phép đo có thể thực hiện với tốc độ di chuyển nhanh (1 m/s) và với độ bất định nhỏ (1,1 µm/m).

 

Leave a Comment