Интерферометрический датчик для измерения угла поворота объектов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (д)) 4 6 Ql В 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4084969/24-28 (22) 27 ° 05.86 (46) 30.04.88. Бюл. У 16 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) Д.И.Мировицкий, Н.В.Ростовцева и О.Б.Серов (53) 531.743(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 504080, кл. G 01 В 11/26, 1976, (54). ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является увеличение точности измерений угла поворота посредством интерференционного. датчика путем увеличения величины изменения разности хода лучей при изменении угла падения, отраженного от объекта излучения.

Для этого обеспечивается последовательная дифракция падающего от объекта луча 4 на М дифракционных решетках 2, расположенных на противоположных параллельных гранях N плоскопараллельных пластин 1 из оптически прозрачного материала, установленных параллельно одна другой и жестко связанных между собой. После отражения от зеркала 3, установленного параллельно пластинам 1, свет дифрагирует повторно. В результате интенсив- ность каждого из образовавшихся пучков 5 зависит от угла поворота объек- K та. 1 ил.

1392357 формула изобретения

Составитель В,Бахтин

Редактор А.Ревин Техред M,Äèäûê Корректор М.Шароши

Чаказ 1881/43 Тираж .б80 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Изобретение относится к.измерительной технике и может быть использовано преимущественно для измерения малых углов поворота объекта.

Цель изобретения — повышение точности измерения угла поворота путем увеличения величины изменения разности хода лучей при изменении угла падения отраженного от объекта излуче- 10 ! ния.

На чертеже изображена схема датчика с ходом оптических лучей в нем.

Датчик содержит N+1 (N 1) плоскопараллельных пластин 1 из оптически 1Г

:прозрачного материала, параллельно расположенных друг относительно друга, жестко связанных между собой дифракционных решеток 2, расположенных на противоположных параллельных 20 гранях пластин 1, и отражающее зер.:кало 3, жестко связанное с пластина,ми 1 и расположенное параллельно им. . Позицией 4 обозначен пучок монохроматического излучения, падающий на 25 датчик после отражения от объекта, а позицией 5 - пучки излучения в

1 -ом (1=0,1,2) порядке дифракции.

Интерферометрический датчик работает следующим образом. 30

Монохроматический луч 4, отраженный от объекта, падает на датчик под некоторым углом с и последовательно дифрагирует на каждой из М дифракционных решеток 2 до зеркала 3 и на этих же М решетках после отражения

35 от зеркала 3, т.е. дифрагирует на каждой из дифракционных решеток дважды..Каждый образованный пучок представляет собой результат когерентно40

ro суммирования волн, распространяющихся в одном направлении, в связи с чем его интенсивность будет зависеть от разности фаз между этими волнами. Длина оптического пути, ко45 торый проходит каждая из образующих пучок волна, определяется в свою очередь толщиной плоскопараллельных пластин 1, углом дифракции и углом 0„ падения на датчик монохроматического излучения. Таким образом, интенсивность каждого образованного пучка будет периодически зависеть от угла поворота объекта, равного 9 = Ь О„/2, где ь8„ - изменение угла падения луча на предлагаемый датчик.

В связи с тем, что точность измерения, зависящая от степени изменения разности длин оптических путей, проходимих образующими пучок волнами, тем больше, чем больше угол дифракции, целесообразно применять дифракционные решетки с высоким разрешением.

Это определяет перспективность использования голографических высокоразрешающих дифракционных решеток в датчике.

Интерферометрический датчик может быть реализован, например, экспонированием двумя плоскими волнами двух светочувствительных слоев, нанесенных с обеих сторон стеклянной подложки, прижатой через вторую стеклянную пластину к зеркалу.

Интерферометрический датчик для измерения угла поворота объектов, содержащий плоскопараллельную пластину из оптически прозрачного материала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен дополнительными N, где И О, плоскопараллельными пластинами, последовательно установленными по ходу излучения и одинаково ориентированными относительно потока излучения, М, где М N+1.„ дифракционными решетками,-расположенными между пластинами, и отражающим зеркалом, установленными по ходу излучения за последней пластиной.