Устройство для измерения линейных перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности и расширение предела измерения за счет повышения отношения сигнал/ шум. Устройство содержит лазер, двухлучевой интерферометр, фотопреобразователи , волоконно-оптический преобразователь , связывающий интерферометр и фотопреобразователи и выполненный в виде двух линеек, каждая из которых состоит из четьфех входных торцов дискретов, четырех наборов периодических решеток с синусоидальным распределением плотности пропускания оптического потока и периодом, равным периоду интерференционной картины. Каждый из наборов решеток смещен на 1/4 ширины интерференционной полосы. Расстояние от референтного отражателя до светоделительной пластины интерферометра 1-2 длины резонатора лазера. Линейки преобразователя передают выходные оптические сигналы, разделенные по фазе, компенсируют искривление волнового фронта, при зтом повьш1аются контраст и помехоустойчивость. В устройстве обеспечен реверсивнЕлй счет. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. § (Л 1C со со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К AST0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3551139/24-28 (22) 11.02.83 (46) 15.06.86. Бюл. В 22 (71) Могилевский машиностроительный институт (72) В.Ф.Поздняков, С.С.Сергеев, О.М.Воробьев и Н.В.Кудинов (53) 531.7(088.8) (56) Патент Франции Ф 2375577, кл. G 01 В 9/02, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙHbIX ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности и расширение предела измерения за счет повышения отношения сигнал/ шум.

Устройство содержит лазер, двухлучевой интерферометр, фотопреобразователи, волоконно-оптический преобразователь, связывающий интерферо„„SU„„1237906 А1 метр и фотопреобразователи и выполненный в виде двух линеек, каждая из которых состоит иэ четырех входных торцов дискретов, четырех наборов периодических решеток с синусоидальным распределением плотности пропускания оптического потока и периодом, равным периоду интерференционной картичы. Каждый из наборов решеток смещен на 1/4 ширины интерференционной полосы. Расстояние от референтного отражателя до светоделительной пластины интерферометра 1-2 длины резонатора лазера. Линейки преобразователя передают выходные оптические сигналы, разделенные по фазе, компенсируют искривление волнового фронта, при этом повышаются контраст и помехоустойчивость. В устройстве обеспечен реверсивный счет. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1237906

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при измерении линейных перемещений, в частности при создании высокоточных измерительных систем, координатно-измерительных машин, инструментальных микроскопов и прецизионных металлорежущих станков.

Целью изобретения является повышение точности и расширение предела 1О измерений путем повышения отношения сигнал/ шум.

На фиг. 1 показана оптическая схема устройства; на фиг. 2 — волоконнооптический преобразователь, вид с 1 i торцов линеек с наложенными периодическими фильтрами и спроецированной интерференционной картиной; на фиг. 3 — блок-схема устройства.

Устройство содержит лазер 1,, интерференционную светоделительную пластину 2, измерительный отражатель

3, референтный отражатель 4, расположенный от инт ерференционной светоделительной пластины 2 на расстоя1, нии вЂ, отражающий элемент 5, составляющий со светоделительной пластиной

2 дополнительный измерительный канал, 30 два фильтра 6 низких пространственных частот, согласованные периодические фильтры 7, геометрически согласованные с волоконно-оптическим преобразователем 8, четыре фотопреобразователя 9, установленных на выходах преобразователя 8, четыре предварительных усилителя 10, четыре дифференциальных усилителя 11, четыре оптрона 12, соединенных с соответствующими усилителями 11, дешифратор 13, и схему 14 счета импульсов, соединенную с ним, оптроны 12 подключены к- входам дешифратора 13.

Устройство работает следующим образом.

Излучение лазера 1 делится интерференционной светоделительной пластиной 2 надвое, одна часть пучка направляется к измерительному отражателю 3, отражается от него и возвращается назад к светоделительной пластине 2 в точку рекомбинации. Вторая часть пучка направляется к референтному отражателю 4 и, отразившись от него, идет к светоделительной пластине 2 в точку рекомбинации, где интерферирует с первым пучком. На светоделительной грани интерференционной пластины 2 образуются два фронта. стоячих волн, расположенных перпенди кулярно друг другу.

Оптическая информация в виде интерференционных полос проходит через фильтры 6 и 7 и воспринимается входными торцами линеек волоконно-оптического преобразователя 8. Далее оптические сигналы преобразуются преобразователями 8 в соответствующие электрические сигналы, которые усиливаются предварительными усилителями

10 и поступают на входы дифференциальных усилителей 11. Данные усилители компенсируют постоянную составляющую сигнала и ослабляют синхронную помеху. С дифференциальных усилителей 11 сигналы поступают на светодиоды оптронов 12 и далее с фотодиодов — на дешифратор 13. В дешифраторе 13 сигналы преобразуются в счетные импульсы и в определенной последовательности подаются в схему 14 счета импульсов..

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее лазер, двухлучевой интерферометр, состоящий из измерительного и референтного отражателей интерференционной светоделительной пластины, два фотопреобраэователя и электронно-логический блок, включающий три предварительных усилителя, два дифференциальных усилителя и схему счета импульсов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения предела измерения, устройство снабжено дополнительным измерительным каналом, выход которого оптически связан с выходом основного измерительного канала посредством волоконно-оптического преобразователя, выполненногo в виде двух оптических линеек, устанавливаемых в плоскости локализации интерференционной картины обоих измерительных каналов, каждая из линеек волоконно-оптического преобразователя состоит из четырех входных торцов одинаковых дискретов световодов, перед которыми установлены оптические фильтры низких пространственных частот и согласованные периодические фильтры, состыкованные с входными дискретами линеек и представляющие собой четыре набора пери123790б одических решеток с синусоидальным распределением плотности пропускания светового потока и периодом, равным периоду интерференционных полос, каждый из наборов решеток смещен 5 один относительно другого на четверть ширины интерференционной полосы, а выходные торцы дискретов линеек с синфазными смещениями попарно объединены в жгуты и связаны с соот >0 ветствующими фотопреобраэователями, а расстояние от референтного отражателя до интерференционной светоделительной пластины составляет половину резонатора лазера. 15

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что электронно-логический блок снабжен четвертым предварительным усилителем, третьим и 20 четвертым дифференциальными усилителями, четырьмя оптронами и дешифратором, вьмоды предварительных усилителей соединены с входами дифференциальных усилителей таким образом, что выход первого предварительного усилителя связан с прямьм входом первого и инверсным входом третьего дифференциальных усилителей, выход второго предварительного усилителя ..- с прямым входом второго и инверсным входом четвертого дифференциальных усилителей, выход третьего предварительного усилителя — с прямым входом третьего и инверсным входом первого дифференциальных усилителей, выход четвертого предварительного усилнтеля — с прямым входом четвертого и инверсным входом второго дифференциальных усилителей, выходы дифференциальных усилителей подключены через оптроны к входам дешифратора, выходы которого связаны с входами схемы счета импульсов.

123790б

Составитель Е.Глазкова

Хехред JI.Îïåéíèê

КорректорЛ.Патаи

Редактор Н.Швыдкая

Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-25, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3277/41

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4