[实用新型]工件角度和长度测量装置

说明书

本实用新型是一种以光脉冲方法测量工件角度和长度的测量装置，特别适用平面形工件角度和长度的快速测量，属于以光学方法为特征的测量线性尺寸和角度和计量设备。

角度和长度是工件的重要参数。目前已有多种仪器和量具用于工件角度和长度的精密测量。如测量长度的干涉仪，测量角度的圆光栅、圆磁栅等。这些仪器结构复杂、价格昂贵，精度受到制造工艺限制，一般不适合批量工件的快速测量。

本实用新型的目的是设计一种结构简单、使用方便、测量迅速而价格较低的工件角度和长度的精密测量装置，本实用新型还可以用于速度的精密测量。

本实用新型的原理是利用频率高度稳定的脉冲光源，在运动系统带动下，待测工件相对脉冲光源作匀速运动。如脉冲频率为ν₀，工件与光源的相对运动速度为u₀或角速度ω₀。工件角度或长度为α或l，在工件与光源相对运动过程中，待测角度或长度对应的接收或失去的光脉冲数为n，则有

l＝ (μ₀)/(ν₀) ·n （1）

α＝ (ω₀)/(ν₀) ·n （2）

如工件长度或角度已知为l₀或α₀，则可测定速度u或角速度ω，即

u＝ (l₀)/(n) ·ν₀（3）

ω＝ (α₀)/(n) ·ν₀（4）

当测量待测工件的长度或角度时，用已知长度l₀或已知角度α₀的标准试样（标样）先求得u₀和ω₀，然后用（1）、（2）式可测得工件长度或角度。即

l＝l₀· (n0)/(n) （5）

α＝α₀· (n₀)/(n) （6）

式中n₀为标样对应的接收或失去的光脉冲数。

本实用新型在测量角度时，可用360°圆周角作为绝对标样，此时，（6）式可写成

α＝360°· (n)/(n₀′) （7）

式中n₀’为360°圆周角对应的脉冲数。

本实用新型也可以在工件与光源相对作匀变速运动下进行测量。例如，在光源与工件相对作匀减速运动时，将待测长度的工件置于两个标样之间。设前、后二个标样的长度分别为l₁、l₂，这二个标样对应的脉冲数分别为n₁、n₂。从第一个标样中心开始计算脉冲数，工件的第一个边对应第N₁个脉冲，工件的第二个边对应第N₂个脉冲，第二个标样中心对应第N₀个脉冲，经过简单推导，得工件长度

l =〔l1n1－ (l1n1－l2n2)(N1+ N2)2N0〕(N2－ N1)]]>(8)