Способ измерения перемещений объекта

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ц1) с(G 01 В 9/021 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3737995/24-25 (22) 04.05.84 (46) 07.03.86. Бюл. У 9 (71) Институт физико-технических проблем Севера Якутского филиала

СО АН СССР (72) О.Г. Лисин (53) 772 ° 99 (088.8) (56) Островский Ю.И. и др. Голографическая интерферометрия. — М.:

Наука, 1977, с. 180-185.

Там же. с 259-260. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИИ ОБЪЕКТА, заключающийся в том, что объект освещают коллимированным пучком когерентного света, регистрируют голограмму объекта, восстанавливают изображение, выбирают точ„„SU„„1216639 А ку наблюдения на голограмме так, чтобы направление наблюдения для ис следуемой точки объекта оказалось симметричным коллимированному пучку относительно нормали к плоскости объекта, получают интерферограмму, измеряют на ней порядки полос и расчитывают искомую компоненту вектора перемещения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения после выбора точки наблюдения измеряют порядок полосы в исследуемой точке, затем смещают голограмму параллельно плоскости изображения настолько, чтобы выполнялось условие симметрии, и измеряют порядок полос в других точках.

1216639

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к голографическому измерению перемещений в механике твердого деформируемого тела, и может быть также использовано в точной механике для анализа движения тела как жесткого целого.

Целью изобретения является повышение точности измерения перемещений.

На чертеже изображена принципиальная схема осуществления способа измерения перемещений.

Схема содержит коллимированный пучок 1, освещающий объект, начальное положение 2 голограммы, смещенное положение 3 голограммы, точку 4 наблюдения на голограмме, начальное положение 5 восстановленного изображения объекта, смещенное положение б восстановленного иэображения объекта, нормаль 7 к плоскости объекта в исследуемой точке объекта.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Освещают объект коллимированным пучком 1, регистрируют голограмму в положении 2, восстанавливают изображение 5, выбирают точку 4 наблюдения на голограмме так,чтобы направление наблюдения для исследуемой точки 8 объекта вдоль прямой

4-8 оказалось симметричным коллимированному пучку 1 относительно нормали 7 к плоскости объекта, получают интерферограмму, измеряют на ней порядок полосы и рассчитывают искомую компоненту вектора перемещения для точки 8, а порядки полос в других точках объекта для измерения в них перемещения измеряют, смещая голограмму параллельно плоскости иэображения из положения 2 в соответствующее положение 3 настолько, чтобы выполнялось условие симметрии для точек смещения изображения 6.

Ф

Иэ условия симметрии следует, что биссектриса угла между направ,лением освещения и наблюдения при произвольном смещении голограммы совпадает с нормалью к плоскости объекта. Поэтому такая голографическая схема не будет чувствительна к перемещениям в плоскости объекта, т,е. предлагаемый способ позволяет измерять именно перемещения из плоскости объекта.

Пример. Проводят эксперимент с голографированием плоского диска диаметром 60 мм, сжатого по диаметру. Использованная голографическая схема полностью соответствует чертежу причем угол составляет 30, а Э = 0,63 мкм. Расстояние

1О между голограммой и объектом 150 мм, так что угол наблюдения изменяется по поверхности объекта в пределах

«10

Освещают поверхность объекта кол15 лимированным пучком 1, регистрируют голограмму в положении 2, восстанавливают изображение 5, выбирают точку 4 наблюдения на голограмме так, чтобы направление наблюдения для

20-исследуемой точки 8 объекта вдоль прямой 4-8 оказалось симметричным .коллимированному пучку 1 относительно нормали 7 к плоскости объекта.

Получают интерферограмму, измеряют

25 на ней порядок полосы и рассчитывают искомую компоненту вектора перемещения для точки 8, а порядки

l полос в других точках объекта для измерения в них перемещения иэмеЗО ряют, смещая голограмму параллель, но плоскости изображения иэ положе ния 2 в соответствующие положения

3 настолько, чтобы выполнялось условие симметрии для точек смещенных изображений б.

В центре диска порядок полосы оказался равным п 18, а по краям диска и, = 12 м n = 14. Отсюда получаем:

40 . 18

И, = 0,63 мкм =

2 соз 15О

= 5, б мкм;

12

45 1 2соз 15о 0 63 мкм =

" "3,8 мкм

14

2 cos 15о. О, 63 мкм =

= 4,4 мкм.

Эффективность изобретения — в повьпиенни верхнего предела иэмере55 .ния перемещений по сравнению с известным способом, Согласно известному способу для исключения вклада компонент вектор4

Составитель В. Аджалов

Редактор Н. Егорова Техред И.Пароцай Корректор И. Эрдейи

Заказ 993/51

Тираж 671 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 перемещения в плоскости .объекта необходимое расстояние между объектом и наблюдателем составляет

1,5 м вместо 150 мм по предлагаемому способу и приводит к погрешности измерения номера полосы ьп=1 из-за спеки-шумов. При измерении

«С

1216639 4 по предлагаемому способу погрешность составляет а п=0,1 из-за уменьшения размера спеки-структуры.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность измерения за счет снижения влияния спекишумов при анализе интерферограммы.