Устройство для измерения перемещений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ тРВМЕПЩНЙЙ , содерж1иаее двухчастотный источник излучения, йнтер41ерЬмвтр типа Майкельсона, отражатели опсфио го и измерительного плеч которохч) выполнены в виде угопквкцх. отражателей , и айаяиаатор и приемник язлу-. чения, последовательно установлениы на выходу интерферометра, от ли « ч а п це ее я ; тем что, с. целью повкшеяия TOVHociTH, оно снабжёвр пбпуволновой пластиной, установленной в ; опорном плече интерферометра на пути иалучфяи от светодвлнтвЛ к отражатещо и четв тьволнов М пластиной,1размеценной между сьетодес литвлеми анализатором.. А.

ЦЕ (11) СООЗ СОВЕТСКИХ

NNWN

РЕСПУБЛИК

В902 зсю ОСУДiРСТЗЕИИ Й 8m ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A 8 TOICNOMV СВЩатВЪ ОГО

8,(21) 3289649/25-28 .(22) 19.05 ° 81 (46) 15.05.83. Вил ° 9 18 (72) В. Я. Баркам Г. В.. Федотова (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологической службы (53) 531.:715 ° 1 (088. 8) (56) 1 .. Вагнер В.T., Ийтро4анов А.A. 4

;Барков В, О. Лазерные и оптичес- . кие методы контрспя и самопетостро- - ении. И., "Иканностроенйе"", 1977, с ° 101 103 °

2. Атутов С. Н.. и дф. Измеритель угловых и линейных пернмещвний на

:.основе двухчастотного,лазера. "Авто.ч

:метрия", 1975, с. 48-52 (нрототнл)...(54) (57) УС1РО СТВО ЮЯ 834EPEBHR HR»

РИИЩВВЙЙ, содержащее двухчастотиый источник излучения, интерферометр типа иайкельсона, отражатели онорио-. го и измерительного ияеч которого выполнены в виде угонкощщ отражателей, и анализатор и приемник излу-. ченйя, иоследовательно установленные на массще интерферомвтра, о т л и: ч а в щ:е е с я тем,- что с цвлью. новааюния точност», оно снабжено иолуволиовой иластйной, установленной: в о орйом . плече ннтерферометра: на агути излучения:oi светоделител» к отражателю,: и четвертьволновой иласти.ной, размещвймой между светоделителем и анализатором.

1017915

30 с - скорость света.

3 = (» )+з п At+ ×

Изобретение относится к контроль .но-измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений, в частности при исследовании удар в и вибраций, Известны устройства для измерения перемещений, содержащие одночастотный лазер и интерферометр типа

Майкельсона f1 ).

Недостатком известных устройств являются невысокая точность и стабиль-10 ность. вследствие дрейфа нуля и пропорциональной зависимости между час- .:отой сигнала и скоростью контролируемого объекта.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достига емому результату является устройство для измерения перемещений, содержащее двухчастотный источник излучения, интерферометр типа Майкельсона, от- . ражатели опорного и измерительного плеч которого выполнены в виде угол.ковых отражателей, анализатор и приемник излучения, последовательно установленные на выходе интерферометра 2).

Однако устройство отличается недостаточно высокой точностью иэ-эа сложности юстировки оптической схеbB s

Цель изобретения - повышение точ(ности.

Для достижения поставленной цели устройство для измерения перемещений снабжено полуволновой пластиной, установленной в опорном плече интерфе- З5 рометра на пути излучения от светоде-, лителя к отражателю, и четвертьволновой пластиной, размещенной между светоделителем и анализатором.

На чертеже изображена схема устройства для измерения перемещении. устройство содержит двухчастотный источник 1 излучения, интерферометр типа Майкельсона, содержащий светоделитель .2 и установленные в. измерительном и опорном плечах интерферометра уголковые отражатели 3 и 4, размещенные последовательно по .ходу излучения четвертьволновую пластину

5, анализатор б и приемник 7 излуче ния. В опорном плече интерферометра размещена полуволновая пластина 8, установленная на пути излучения от светоделителя 2 к отражателю 4.

Разночастотные компоненты двухчастотного источника 1 излучения с правой (для частоты ю„) и левой (для частоты ю2) круговыми поляризациями поступают в интерферометр Майкельсона, где с помощью светоделитвля 2 излучение направляют на уголковый отра-60 жатель 3, скрепляемый с контролируемым объектом,,и через полуволновую пластину 8. - йа отражатель 4. Полу.волновая пластина 8 служит для изме-i нения направления круговых поляриэа- 65 ций составляющих компонентов иэлуче» ний, направляемых на отражатель 4.

Отраженные от отражателей 3 и 4 излучения проходят через четвертьволновую пластину 5, преобразующую излучения, поляризованные по кругу, в излучения линейно-поляризованные !.s = E(cosw„t*ccs(wSt ×S ))

1o„ 2 1 2 Э2, (1)

 — Е (Мswst+s;n (w„t+ 4> )) отр 1 где

2м1 2си2

3" С S(<1; д - 25()

С

9g . m V — допплеровские изменения фазй, изучений частот tv и ы2, опr ределяемые законом перемещенйя объекта S { t);

Š— амплитуда электрической световой волны;

С помощью анализатора 6 на выходе интерферометра соответствующие компоненты отраженных излучений приводят к одной плоскости поляризации.

Положение анализатора б относительно четвертьволновой пластины 5 опре.деляет усредненную интенсивность интерференционного поля, воспринимаемую приемником излучения 7. Так, если ось анализатора 6 составляет угол р Оо по отношению к осям

Метвертьволновой пластины 5, усредненная интенсивность интерференционного поля на выходе анализатора б имеет вид . =2Е 1+соз 5H+t( а при р =,90

3 =2Е (+cOS Q4- 1> (где Я = 2- „, Если угол р составляет 45О, то при отключенном спорном плече интерферометра выражение (2) для усредненной интенсивности примет вид где (6)

С ()

Эз Э2 В1

Обычно в интерференционных схемах пределы измерения определяют, исходя

:из значения несущей частоты Я

-В предлагаемой схеме за счет того, что допплеровский эффект можно опре.делять значениями частот излучения

Ы и и 2 (2} либо значением несущей частоты Я (6), пределы измерения мо1017915

3 гут быть изменены без изменения значения несуцей частоты.

Таким образом, введение в устрой= ство четвертъволйовой и полуволновой

t пластин, установленных укаэанным способом, позволяет, упростить встировку оптической схеыю, что приводит к повьааенив точности йэмерения.

Составитель В.. Потапов

Редактор О. Колесникова Техред В.далекорей - Корректор A. Повх

Заказ 3519/37 Тиразк 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

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

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