Способ измерения порядка интерференции и устройство для его осуществления

 

1. Способ измерения порядка интерференции , заключающийся в полученйи интерференционной картины при модулдции светового потока, получении информационных сигналов и определении порядка интерференции по фазовому углу квадратурньрс составляющих информационных сигналов, о т личающийся тем, что, с целью повышения точности, информационные сигналы получают, осуществляя стробирование сигнала выделением трех мгновенных его значений при нулевом и четвертьволновых смещениях интерференционной картины, вычитают два последних мгновенных значения из значения при нулевом смещении, а порядок интерференции g определяют по полученным квадратур;йым раз костям. (Л оо ч ел «(i-j-r -fJi-) «л

СООЗ COBIETCHHX

С НЦ

РЕСПУБЛИК

9«5В G. 01 В 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCH0hOY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (г1) 3309086/18-28

: .(22) 29.06.81 -(46) 23.04 83-. Бюл. м15. (72),Н.П. Руров и В.Д. Свердличенко° ° ° °

53) 531. 71(088. 8)

56) 1. Мироненко A.Â. Фотоэлектрические измерительные системц, Ь«,, "Энергия",. 1967, с.166 (прототип). (2.Bezikovlch А.Y.and„ oth.t1ethods ,and Equipment for Automation of ,Precise Interfегоmetric Heasurements

"Acta 1 meko, 1973 vol 111 р. 268,276(прототип). :(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОРЯДКА ИНТЕР ФЕРЕНЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕЖ ОСУ ЩЕСТВЛЕНИЯ.

;(51) 1. Способ измерения порядка ин" терференции, заключающийся в полу.„ЯЦ„„1013750 А чейии интерференционной картины при модуляции светового потока, получении информационных сигйалов и определении порядка интерференции по фазовому углу квадратурных соотавляющих информационных сигналов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, информационные сигналы получают, осуществляя стробирование сигнала выделением трех мгновенных его значений при нулевом и четвертьволновых смещениях интерференционной картины, вычитают два последних мгновенных значения из значения при нулевом смещении, а порядок интерференции определяют по полученным квадратур- Е ным разностям.

1013750 нания мгновенных значений, и двумя вычитакицими блоками, вторые входы стробирующих ключей каналas формирования сигнала соединены между собой и с выходом фотоэлектрического преобразователя, входы ключевых элементов каналов формирования сигналов соединены между собой и с вто рым выходсм генератора модулирующего напряжения, выходы блоков запоминания мгновенных значений каналов формирования сигналов соединены с соответствующими входами вычитающих блоков, выходы которых соединены с входами интерполятора синус-косинусного сигна, ла.

Устройство содержит также фильтры первой и второй гармоник, синхрон-: ные детекторы первой и второй гармо- . ник и удвоитель частоты (2 .

Однако устройство имеет недоста- З5 точную точность измерения порядка интерференции, обусловленную нелинейностью операции модулятора, осущесвляемой с помощью модулятора, и инерционностью операций фильтрации в 40 фильтрах и синхронного детектирования в детекторах. Одновременно с воэ-.

2. Устройство для измерения порядка интерференции, содержащее оптический интерферометр с источником излучения и интерференционным модулятором, фотоэлектрический преобразователь, генератор модулирукицего напряжения, первым выходом соединенный с интерференционным модуля" тором оптического интерферометра и интерполятор синус-косинусного сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью. повышения точности, оно снабжено тремя каналами формирования сигналов, каждый иэ которых выполнен в виде соединенных последовательно порогового элемента, стробирующего ключа и блока ЗапомиИзобретение относится к из-» мерительной технике и может быть использовано для определения порядка интерференции в прецизионных измерениях линейных величин. 5

Известен способ измерения поряд ica интерференции, заключающийся в получении интерференционной картины при модуляции светового потока, получении информационных сигналов и определении порядка интерференции по фазовому углу квадратурных составляющих информационных сигналов (1).

Недостатком способа является не достаточная точность измерения по.рядка интерференции, вызванная тем, что нестабильность постоянной сос-тавляющей во времени воспринимается как часть полезного сигнала.

Известно устройство для измерения порядка интерференции, содержащее оптический интерферометр с источником излучения и интерференционным модулятором, фотоэлектрический преобразователь, генератор модулирующего напряжения, первым выходом соединенный с интерференционным модулятором оптического интерферомет, ра и интерполятор синус-косинусного сигнала. никновением погрешности, обусловленной нелинейностью модуляции, происходит снижение отношения сигнал-шум и возрастание уровня пульсаций демодулирования составляющих сложной формы. Это вносит дополнительную погрешность измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу информационные сигналы получают, осуществляя стробирование сигнала, выделением трех мгновенных его значений при нулевом и четвертьволновых смещениях интерференционной картины, поочередно вычитают два последних мгновенных значения из значения при нулевом смещении, а порядок интерференции определяют по полученным квадратурным разностям.

Кроме того, устройство для реализации способа снабжено тремя каналами формирования сигналов, каждый из которых выполнен в виде сое« диненных последовательно порогового элемента, стробирующего ключа и блока запоминания мгновенных значений, и двумя вычитающими блоками, вторые входы ключей каналов формирования сигналов соединены между собой .и с выходом фотоэлектрического преобразователя, входы ключевых элементов каналов формирования сигналов соединены между собой и с вторым выходом генератора модулирующего напряжения, выходы блоков запоминания мгновенных значений каналов формирования сигналов соединены с соответствующими входами вычитающих блокову выходы которых соединены с входами интерполятора синус- косинусного сигнала.

1013750

Составитель Е. Глазкова

Редактор Т. Киселева Техред Ж.Кастелевич Корректор Е.Рошко

Заказ 2999/48 Тираж 600 . Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

На чертеже представлена блок-схе-1 ма устройства для осуществления спо, соба измерения порядка интерференции.

Устройство состоит,иэ оптического интерферометра с источником 1 излучения и интерференционным модулятором 2, фотоэлектрического преобразователя 3, генератора 4 модулирующего наПряжения, синус-косинусного иитерполятора 5, трех каналов формирования сигналов, каждый из. которых содержиг соединенные последовательно пороговый элемент 6 или 7,8, стробирующий ключ 9 или 10,11 и блок 12 или 13,14 запоминания мгновенных значений, и двух вычитающих блоков 35

15 и 16, подключенных к выходам каналов формирования сигналов.

Сущность способа заключается в следующеме

Осуществляют интерференционную. модуляцию освещенности в интерферо.метре с помощью модулятора 2,.стробируют сигнал фотоэлектрического преобразователя 3 с помощью стробирующих ключей 9-11, осуществляют запори-2g наине трех мгновенных значений освещенности в точке наблюдения в опреДеляемае пороговыми элементами 7, 6 и 8 моменты нулевого и четвертьволновых смещений изображения интерг ференционной картины с помощью блоков

13,12 и 14 запоминания мгновенных значений,: вычитают мгновенные значе» ния на выходе блока 13 в вычитающих. блоках 15 и 16, соответственно, а затем определяют порядок интерференции по сигналам на выходе вычитающих блоков 15 и 16 с помощью интерполятора 5.

Используя стробирование и запоминание мгновенных значений с последующим их вычитанием, можно осущест вить выборку трех мгновенных значений освещенности в точке наблюдения, получить синусную и косинусную -квадратурные составляющие освещенности и по их фазовому углу определить порядок интерференции.

Таким образом, исключается влияние нелинейности модулятора во всех промежуточных точках модуляции, что повышает точность измерения в статичес-. ком режиме. Точность измерений в динамическом режиме определяется только частотой модуляции, обеспечивается близкое к двукратному повышение точности в статическом режиме и существенное повышение точности в динамическом режиме при значительно расширенной области скоростей перемещения измеряемых объектов.