Интерферометр для измерения перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно - к измерению линейных перемещений.Из- .ггучение многомодового лазера модулируется вращающейся дифракционной решеткой , благодаря чему образуются два разделенные в пространстве пучка: один с частотой излучения лазера, другой с частотой, равной разности частоты излучения лазера и частоты модуляции. Пучки разводятся с помо & щью двугранного зеркала, затем направляются на два фотоприемника с помощью системы зеркал.На одном фотоприемнике пучки совмещаются без изменения их частот, а на другом - разностной частоты с пучком излучения, имеющим частоту лазера, отраженным предварительно уголковым отражателем, установленным на контролируемом объекте . В случае перемещения объекта последний пучок приобретает доплеровскую добавку частоты излучения, которую выделяют электронным блоком обработки сигналов, снимаемых с выхода фотоприемников. Велшшна доплеровской разности частот сигналов на выходах фотоприемников указывает на скорость переь ещения объекта, а знак - на его направление. Благодаря выполнению блока разделения пучков, выходящих из модулятора, в виде двух зеркал достигается увеличение области интерференции пучков, направляемых на первьй фотоприемник, за счет чего повышается помехоустойчивость интерферометра . 1 ил. (Л 1ч:) N3 ч| со NU 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлйстичесних

РЕСПУБЛИН (5Н 4 G 01 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3575838/25-28 (22) 06„04.83 (46) 30.04,86, Бюл, Р 16 (71) Саратовский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) Б.М.Бржозовский, В.В,Бондарев, А.А.Игнатьев и В.B.Ìàðòûíoâ (53) 535.411 (088.8) (56) Laser Focus, V6, 1970, К- 7, .с. 20, Известия вузов, Сер, Приборостроение, 1977, N - 1, с.106-110. (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕ РЕМЕЩЕНИИ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно— к измерению линейных перемещений.Излучение многомодового лазера модулируется вращающейся дифракционной решеткой, благодаря чему образуются два разделенные в пространстве пучка: один с частотой излучения лазера, другой с частотой, равной разности частоты излучения лазера и частоты модуляции, Пучки разводятся с помо„„SU„, 1227948 А1 щью двугранного зеркала, затем направляются на два фотоприемника с помощью системы зеркал,На одном фотоприемнике пучки совмещаются без изменения их частот, а на другом — разностной частоты с пучком излучения, имеющим частоту лазера, отраженным предварительно уголковым отражателем, установленным на контролируемом объекте. В случае перемещения объекта последний пучок приобретает доплеровскую добавку частоты излучения, которую выделяют электронным блоком обработки сигналов, снимаемых с выхода фотоприемников. Величина доплеровской разности частот сигналов на выходах фотоприемников указывает на скорость перемещения объекта, а знак — на его направление, Благодаря выполнению блока разделения пучков, выходящих из модулятора, в виде двух зеркал достигается увеличение области интерференции пучков, направляемых на первый фотоприемник, за счет чего повышается помехоустойчивость интерферометра. 1 ил.

1 1

И зобретение относится к измеригельной технике и может быть испальзова но для измерения линейньгх IIepeмещений.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости интерферометра °

На чертеже представлена принципиальная схема интерферометра.

Интерфераметр включает многомодовый лазер 1, блок модуляции 2, вы— полненный в ниде вращающейся дифракционной рещетки 3, расположенной на валу электродвигателя 4, теплоизолирующий экран 5, моноблок 6, имеющий посадочные места для установки и крепления светоделителей и светосоединителей, выполненных в виде полупрозрачных зеркал 7-10 и отражательного зеркала 11, двугранное отражательное зеркало 12, фотаприемник 13 и 14 и угалкавый отражатель 15, устанавливаемый на контролируемом объекте.

Устройство работает следующим образом.

Пучок излучения лазера 1 проходит через блок модуляции 2, на выходе которого образуются пучки с различными частотами: (а (основной) и (J-Я (гетеродинный), где ы — частота излучаемого света; 2 — частота модуляции. Пройдя через теплоизалирующий экран 5, установленный между источником излучения и оптической системой для уменьшения влияния тепла, выделяемого источником излучения в рабочий объем интерфераметра, пучки отражаются двугранным отражательным зерка IoM 12, после чего часть пучка П с частотой (д -Я, отклоненная полупрозрачным зеркалом 7, смешивается на полупрозрачном зеркале 8 с частью пучха I с частотой га, чта позволяет получить на фотоприемнике 13 сигнал опорной частоты, Часть пучка с частотой и полупрозрачным зеркалом 9 направляется на уголкавый атража— тель 15, установленный на контролируемом объекте, При прохождении излучением через уголковый отражатель его частота приобретает допплеравсV кий сдвиг Л = 2 u — где V — скоС рость перемещения рабочего органа; — скорость света, На полупрозрачном зеркале 10 пучок с доплеровским сдвигом смешивается с частью пучка Л с частотой ы -Q, что позволяет полу— чить на фотоприемнике 14 частоту

?7948 2

qiG, пропорциональную скорости перемещения рабочего органа. Снимая показания с фотоприемников 13 и 14 и интегрируя разностную частоту в реверсивном счетчике, получают величину перемещения объекта измерения.

Использование двуграннога зеркала для разделения пучков на выходе модулятора позволяет. увеличить протяженность области интерференции пучков с частотами излучения д и сд -Q что позволяет повысить помехоустойчивость интерферометра °

Фар мул аизабретения

Интерферометр для измерения перемещений,содержащи многомодовый лазер, установленные последовательно по ходу его излучения блок модуляции, выполненный в виде дифракционной решетки,, установленной с возможностью вращения в плоскости, перпендикулярной излучению. и разделяющий падающий на него пучок на три раздельных пучка,, частота излучения первого из которых равна частоте излучения лазера, второго — частоте излучения

30 лазера, увеличенной на величину частоты модуляции, и третьего — частоте излучения лазера, уменьшенной на величину частоты модуляции, и блок npocòpàнсTвеннага разделения выходящих из модулятора пучков излучения, све35 тоделитель, установленный па ходу пучка с частотой излучения ла ера, угалкавый отражатель, установленный на контролируемом объекте и оптически связанный с одним из выходов свето4О делителя, светосоединитель, один из входов которого оптически связан с выхоцам угалковаго отражателя, фотоприемник, вход которого оптически связан с выходом светосоединителя, второй фатаприемник и электронный блок обработки сигналов, электрически связанный с выходами фотоприемников, отличающийся тем, чта, с. целью повышения помехоустойчивости интерферометра, блок разделения пучков выполнен в виде двух плоских зеркал, ориентированных таким образсм, что нормали к их отражающим граням образуют острый угол, первое

Ы зеркала расположено па пути пучка с частотой излучения лазера, . второе— на пути пучка с частотой излучения, уменьшенной на величину частоты моСоставитель M.Ñåì÷óêoâ

Редактор Т.Парфенова Техред И.Верес

Корректор М.Пожо

Заказ 2280/42 Тираж 670

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4. дуляции, светоделитель оптически свя зан с первым зеркалом, а устройство снабжено вторым светоделителем, оптически связанным с вторым зеркалом третьим плоским зеркалом, оптически связанным с одним из выходов второго светоделителя, и вторым светосоеди22 7948 4 нителpм Один из входов которогo Оп тически связан с вторым выходом первого светоделителя, второй вход — с вторым выходом второго светоделителя, а второй вход первого светосоединителя оптически связан с дополнительным плоским зеркалом,