Устройство для измерения малых перемещений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее последовательно установленные источник монохроматического излучения, светорасщепитель , светоделитель и оптический злемент, зеркало, устанавливаемое на общем основании с контролируемым объектом и оптически связанное со светоделителем, два фотоприемника , оптически связанных с оптическим элементом, и блок регистрации с фазометром, подключенный к выходам фотоприемников, отличающееся тем, что, с целью повьшения чувствительности устройства и точности производимых измерений, оно снабжено вторым светоделителем, установленным между первым светоделителем и оптическим элементом параллельно первому светоделителю, узлом сдвига частоты излучения, оптически связываемым через светоделители с зеркалом и контролируемым объектом, и двумя полосовьши фильтi рами, ВХОДЫ которых подключены к выходам фотоприемников, а выходы (Л к фазометру.

1 1104

Изобретение относится к измери- р. тельной технике и может быть использовано, в основном, для измерения малых перемещений или вибраций.

Известно устройство для измерения малых перемещений, содержащее последовательно установленные источник монохроматического излучения, светорасщепитель, светоделитеяь и оптический элемент, зеркало, устанавли- 10 ваемое на общем основании с контролируемым объектом и оптически связанное со светоделителем, два .фотоприемника, оптически связанных с оптическим элементом, и блок регистрации с фазометром, подключенный к выходам фотоприемников (1) .

Недостаток известного устройства — невысокая чувствительность устройства и точность измерений, обусловленные длиной волны используемого излучения, разрешающей способностью фотоприемников и регистратора и точностью работы используемого фотоэлектрического устройства.

Цель изобретения — повышение чув-, ствительности устройства и точности производимых измерений.

Эта цель достигается тем, что устройство для измерения малых пере30 мещений, содержащее последовательно установленные источник монохроматического излучения, светорасщепитель, светоделитель и оптический элемент, зеркало, устанавливаемое на общем основании с контролируемым объектом, 35 и оптически связанное со светоделителем, два фотоприемника, оптически связанных с оптическим элементом, и блок регистрации с фазометром, под40 ключенный к выходам фотоприемников,снабжено вторым светоделителем, установленным между первым светоделителем и оптическим элементом параллельно первому светоделителю, уз-

45 лом сдвига частоты излучения, оптически связываемым через светоделители с зеркалом и контролируемым объектом, и двумя полосовыми фильтрами, входы которых подключены к выходам

50 фотоприемников, а выходы — к фазометру.

361 2 щепитель 2, светоделители 3 и 4, узел 5 сдвига частоты, объект 6 измерения, зеркало 7, установленное на общем основании с объектом 6, оптический элемент 8, два фотоприемника 9 и 10, два полосовых фильтра

11 и 12, фазометр 13.

Светоделители 3 и 4, узел 5 сдвига частоты, объект 6 измерений и зеркало 7 оптически связаны между собой и образуют область А многократного отражения. Вход светоделителя 3 оптически соединен со светорасщепителем 2, а выход светоделителя

4 через оптический элемент 8 оптически связан с фотоприемниками 9 и

10. Фотоприемники соедийены с узкополосными фильтрами 11 и 12, выходы которых подсоединены к фазометру 13.

Устройство работает следующим образом.

Пучок света ОКГ 1 делится.я расщепителем 2 на два параллельных луча, которые вводятся в область многократного отражения А между светоделителями 3 и 4. Некоторая их часть (определяемая коэффициентом пропускания светоделителя 4) в виде лучей а и Ь выходит из области А через светоделитель 4. Основная же часть световой энергии (определяемая коэффициентом отражения светоделителя 4) направляется светоделителем 4 на узел 5 сдвига частоты. Отразившись от него, лучи света уменьшают частоту на величину Я и направляются светоделителями 4 и 3 на исследуемый объект 6 и зеркало 7, установленное на общем основании с объектом 6.

При смещении исследуемого образца

6 в направлении падающего на него луча на величину 4 лучи приобретают дополнительную разность хода, равную 2 4 Отраженные лучи направляются светоделителем 3 к светоделителю 4.

С этого момента процесс повторяется: часть световой энергии выводится из области А в виде лучей а и Ь, а часть направляется на узел 5, уменьшается по частоте и попадает на объект 6 и зеркало 7 и т.д.

На чертеже изображена блок-схема устройства для измерения малых перемещений.

Устройство содержит последовательно установленные источник малохроматического излучения ОКГ 1, светорасСигналы с фотоприемников 9 и 10 поступают на фильтры 11 и 12, настроенные на частоту m Я, где значение

m определяется кратностью прохождения излучения области A многократного отражения.

3 110436

Фазы сигналов, снимаемых с фотоприемников 9 и 10, отличаются друг от друга на величину m2K K, где К— волновое число, Ь вЂ” величина смещения исследуемого образца.

Значение величины смещения Я выбирается с учетом требуемой точности измерений, диапазона изменений

1 4 измеряемой величины перемещения B. и реализованного в устройстве коэффициента умножения m.

Введение в устройство дополнительных элементов, образующих область многократного отражения со сдвигом частоты позволяет в несколько раз повысить чувствительность устройства и точность измерений.

ВНИИПО Заказ 5201/28 Тираж 587 Подписное филиал ШШ "Пвтеат", г.Ужгород, ул.Проектная, 4!

1и!

1104361