Устройство для измерения вектора смещения диффузно отражающих объектов
Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения погрешности, связанной с наличием дополнительных интерференционных картин, формируемых в фокальной плоскости объектива. При перемещении растра 6 происходит модуляция интерференционных полос, и фотоприемник 8 измерительного канала регистрирует периодически изменяющийся во времени световой сигнал. Фаза сигнала опорного канала остается постоянной . Сигналы обоих каналов поступают на входы измерителя 10 разности фаз. 1 ил. 8 . со о ОО 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУбЛИК (19) (11) 17 А1 (б)) G Ol В 11/16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
К ABTQPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3696811/25-28 (22) 31.01,84 (46) )5.04.87. Бюл, 1(14 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) И,М. Нагибина, И.Р, Котов, Д,Н, Ситник и В.В, Хопов (53) 531. 781. 2 (088. 8) (56) Нагибина И.М, и Хопов В.В., Гетеродинная спекл-интерферометрия.
Оптика и спектрометрия. 55, вып, 4, 1983, с.762. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕКТОPA СМЕЩЕНИЯ ДИФФУЗНО ОТРАЖАЮЩИХ 087>ЕКТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике, Цель изобретения повышение точности измерения за счет устранения погрешности, связанной с наличием дополнительных интерференционных картин, формируемых в фокальной плоскости объектива. При перемещении растра 6 происходит модуляция интерференционных полос, н фотоприемник 8 измерительного канала регистрирует периодически изменяющийся во времени световой сигнал, Фаза сигнала опорного канала остается постоянной, Сигналы обоих каналов посту" лают на входы измерителя 10 разности фаз. 1 ил. 1303817
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения вектора смещения диффузно отражающих объектов, 5
Целью изобретения является повышение точности измерений за счет устранения основной погрешности измерения, связанной с наличием дополнительных интерференционных картин, формируемых в фокальной плоскости объектива, На чертеже представлена схема предложенного устройства, Устройство содержит источник 1 ко15 герентного излучения, установленную по ходу излучения спекл-фотографию 2, интерферометр 3 сдвига, установленный по ходу луча измерительного канала, отклоняющий элемент 4, установленный по ходу луча опорного канала, объектив 5, установленный по ходу ,лучей обоих каналов, регулярный щелевой растр 6, установленный в зад25 ней фокальной плоскости объектива, фотоприемники 7 и 8, установленные по ходу лучей опорного и измерительного каналов, резонансный фильтр 9, вход которого электрически связан с выходом фотоприемника 8, измеритель
10 разности фаз, два входа которого подключены к фОтоприемнику 7 и выходу резонансного фильтра, Устройство работает следующим образом.
Нерасширенный луч источника 1 когерентного излучения освещает спеклфотографию 2, на которой зарегистрирован исследуемый объект в возмущенном и невозмущенном состоянии. Рассеянный спекл-фотографией свет распространяется по измерительному каналу, прямо прошедший — по опорному, В измерительном канале за спеклфотографией расположен интерферометр
3 сдвига, который служит для настройки периода интерференционных полос.
Интерференционная картина формируется в задней фокальной плоскости объектива 5 на поверхности растра б, В устройстве может быть использован регулярный щелевой цилиндрический растр. При перемещении (вращении растра 6 происходит модуляция интер ференционных полос, и фотоприемник 6 измерительного канала регистрирует периодически изменяющийся во времени световой сигнал, Временная зависимость первой гармоники сигнала на выходе фотоприемника 8 имеет вид
0(Ц:= Aeon ф -q), А — амплитуда первой гармоники
Я вЂ” частота первой гармоники; где щ = — 6с) eb e
М
Ъ
3 где hq — разность показаний измерителя разности фаз, соответствующих двум положениям спекл-фотографии;
М вЂ” изменение вектора смещения.
Резонансный фильтр 9 служит для подавления высших гармоник, содержащихся в сигнале измерительного канала на выходе фотоприемника 8, Фильтр настроен на частоту первой гармоники 52..
Настройка устройства осуществляется с помощью интерферометра 3 сдвига таким образом, чтобы период интерференционных полос стал равным периоду растра. При этом амплитуда первой гармоники сигнала измерительного канала будет максимальна, рл
q = —" g э я - фаза первой гармони A ки;
d — вектор смещения; — длина волны света источника когерентного излучения; . сС вЂ” угол дифракции света на спекл-фотографии (угол между опорным и измерительным каналами), В фазе сигнала, как видно из (1), содержится информация о векторе смещения, Отклоняющий элемент 4, объектив 5 и растр 6 формируют сигнал опорного канала из света, прямо прошедшего спекл-фотографию, При перемещении спекл-фотографии относительно освещающего луча фаза сигнала измерительного канала изменяется в соответствии с изменением вектора смещения.
Фаза сигнала опорного канала остается постоянной, Сигналы обоих каналов поступают на входы измерителя 10 раэ. ности фаз, Изменение вектора смещения gd определяется иэ выражения!
303817
Таким образом, предложенное выполнение устройства при подавлении высших .гармоник на 20 дБ позволяет производить измерение вектора смещения с точностью не хуже 4/1000 полосы. формула изобретения
Составитель Е, Щелина
Редактор М, Келемеш Техред H.Глущенко Корректор A Зимокосов
Заказ 1295/39 Тираж 678 Подписное
ВН 1ИПН Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4, Устройство для измерения вектора смещения диффузно отражающих объектов, содержащее источник когерентного излучения, предназначенный для образования от объекта опорного и измерительного оптических каналов, интерферометр сдвига и фотоприемник, установленные последовательно по ходу луча измерительного оптического канала, второй фотоприемник, установленный по ходу луча опорного оптического канала, объектив, размещен- 20 ный между интерферометром сдвига и фотоприемниками и.являющийся общим для обоих. каналов, и измеритель разности фаз, два входа которого подключены к соответствующим фотоприемникам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено отклоняющим элементом, установленным по ходу луча опорного канала перед объективом, регулярным щелевым растром, установленным за объективом в задней фокальной плоскости с воэможностью перемещени г .перпендикулярно оптической оси объектива, и резонансным фильтром, установленным между первым фотоприемником и измерителем разности фаэ, а большая сторона щели растра перпендикулярна плоскости пересечения лучей каналов.
