Интерференционное устройство для измерения перемещений

 

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее последовательно установленные и оптически связанные источник монохроматического излучения, светорасщепитель, разделяющий излучение на две ветви, фотоприемник, зеркало, размещенное в одной из ветвей излучения и располагаемое на общем основании с контролируемым объектом, и блок регистрации, электрически связанный с вы содом фотоприемника , отличающееся тем, что, с целью повышения точности и обеспечения возможности измерюния по одной из двух координатных осей при заданном направлении перемещения, оно снабжено отражателем, выполненным в виде куба с двумя зеркальными гранями, размещеннцм во второй ветви излучения и жестко скрепляемым с контролируемым объектом так, что плоскости зеркальных граней ориентируются перпендикулярно вертикальной и горизонтальной координатным осям измереS ния соответственно, зеркало устанавливают под углом S° к вертикальной грани отражателя, а фотоприемник размещен на выходе светорасщепителя в совмещённом потоке излучения. СП 41 О) sl

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

>,51, с 01 в 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3465649/25-28, (22) 08 ° 07.82 (46) 15.*».,3. Бюл. Н 42 (72) А.Н.Мотуэ, А.К.Полонин и Н.И.Сиваков (71) Специальное конструкторско-тех нологическое бюро с опытным производством Мин<кого радиотехнического института (53) 531.715. 1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 679789, кл. 0 01 в » /00, 1979 (прототип). (54)(57) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЕ УСФРОЙСТ80

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее последовательно установленные и оптически связанные источник монохроматического излучения, светорасщепитель, . разделяющий излучение на две ветви, фотоприемник, зеркало, размещенное в одной из ветвей излучения и распола„„SU„„1054677 A гаемсе на общем основании с контролируемым объектом, и блок регистрации, электрически связанный с выходом фотоприемника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и обеспечения возможности измерения по одной из двух координатных осей при заданном направлении перемещения, оно снабжено отражателем, выполненным в виде куба с двумя зеркальными гранями, размещенным во второй ветви излучения и жестко скрепляемым с контролируемым объектом так, что плоскос-ти зеркальных граней ориентируются перпендикулярно вертикальной и горизонтальной координатным осям иэмере" ния соответственно, зеркало устанавливают под углом 45 к вертикальной грани отражателя, а фотоприемник размещен на выходе светорасщепителя в совмещенном потоке излучения. в

10546

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения, при заданном направлении перемещения по одной из двух координатных осей, линейных размеров объектов, малых перемещений, амплитуд вибраций и т.п,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является интерференционное устройство для.измерения перемещенйй, содержащее последовательно ус. тановленные и оптически связанные источник монохроматического излучения, светорасщепитель, разделяющий излучение на две ветви, фотоприемник, зеркало, размещенное в одной из ветвей излучения и располагаемое на общем основании с контролируемым объектом, и блок регистрации, электрически связанный с выходом фотоприемника (1 ) .

Недостатки известного устройстваневысокая точность измерений и сложность измерения перемещений по одной из двух координатных осей.

Цель изобретения - повышение точности и обеспечение воэможности измерения по одной из двух координат" ных осей при заданном направлении перемещения, Цель достигается тем, что интерференционное устройство для измерения перемещений, содержащее последовательно установленные и оптически связанные источник монохроматического излучения, светорасщепитель, разделяющий излучение на две ветви, фотоприемник, зеркало, размещенное в одной из ветвей излучения и располагаемое на общем основании с контролируемым объектом, и блок регистрации, электрически связанный с выходом фотоприемника, снабжено отражателем, выполненным в виде куба с двумя зер.кальными гранями, размещенным во второй ветви излучения и жестко скрепляемым с контролируемым объектом так, что плоскости зеркальных граней ориен" тируются перпендикулярно вертикальной и горизонтальной координатным осям измерения соответственно, зеркало устанавливают под углом 45О к вертикальной грани отражателя, а фотоприемник размещен на выходе светорасщепителя в совмещенном потоке иэ- 55 лучения.

На чертеже изображена оптическая схема предлагаеяого интерференцион"

77 2 ного устройства для измерения перемещений °

Устройство содержит источник 1 монохроматического излучения, светорасщепитель 2, отражатель 3, объект

4 измерения, зеркало 5, фотоприемник

6, блок 7 регистрации.

Светорасщепитель 2 расположен на пути света источника 1 излучения, отражатель 3 жестко закреплен на поверхности контролируемого объекта 4, зеркало. 5 расположено на общем основании с объектом 4 измерения и повернуто под углом 45о к вертикальной грани отражателя 3, фотоприемник 6 расположен на выходе светорасщепителя 2 и электрически связан с блоком

7 регистрации

Светорасщепитель 2 состоит из плоскопараллельной стеклянной плас-. тины с зеркальным покрытием, нанесенным на площади, большей половины одной грани.

Отражатель 3 состоит из стеклянного куба с двумя зеркальными граня ми, плоскости которых перпендикуляр. ны к падающим на них пучкам света и светорасщепителя 2 и зеркала 5. Размер граней отражателя 3 выбирается большим максимально ожидаемого смещения по любым из двух измеряемых координатных осей.

Устройство работает следующим

o6p3soH

Пучок света источника 1 монохроматического излучения делится светорасщепителем 2 на два параллельных пучка 8 и 9. Пучок 8, отразившись от зеркала 5, попадает на вертикальную грань отражателя 3, а пучок 9 - на горизонтальную грань отражателя .3. Оба пучка 8 и 9, отразились от граней отражателя 3, формируют интерференционную картину 10, интенсивность которой преобразуется фотоприемником 6 в электрический сигнал, который измеряется блоком 7 регистрации. Смещение объекта 4 вдоль вертикальной координатной оси приводит к перемещеwe интерференционных полос картины

10. Это ведет к изменению величины электрического сигнала на выходе фотоприемника 6, что регистрируется бло. ком 7 регистрации. В этом случае оптическая длина пути пучка 8 остается неизменной, так как вертикальная грань отражателя 3 строго перпенди« куляона по всей своей плоскости падающему на нее пучку 8, отраженному от зеркала 5.

3 1054677 4

B случае, если смещение объекта 4 с другом, вредное воздействие, оказыизмерения происходит вдоль горизон- ваемоа . на них, является одинаковым тальной координатной оси, то происхо- и изменение интенсивности интерферендит изменение интенсивности интерфе- ционной картины 10 может. произойти ренционной картины 10 за счет изме- только в случае смещения контроли5 нения оптической длины пути пучка 8, руемого объекта 4. при этом оптическая длина пути пуч- Снабжение уст рой ст ва от ражателем, ка 9 остается неизменной, так как выполненным в виде куба с двумя отрагориэонтапьная граньотражателя 3 стра- жающими гранями, и установка зеркала

ro перпендикулярна по всей своей плос- о под углом 45о к вертикальной грани кости падающему на нее пучку 9, отра- отражателя позволяют повысить точщенному от зеркальной грани светорас" ность измерений и обеспечить воэможщепителя 2. ность измерения при заданном направБлагодаря тому, что интерферирую- .ленни перемещения по одной из двух щие пучки 8 и 9 проходят близко друг координатных осей, Составитель С.Грачев

Редактор И.Келемеа Техред С.Иигунова Корректор H.ßöoëà ю

Заказ 9086/46 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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