Способ измерения плоских углов объекта

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения плоских углов оптических деталей с плоскими отражающими поверхностями. Целью изобретения является повышение точности и экспрессности измерений. В качестве датчика угла применяют перестраиваемый лазер с дисперсионным резонатором, перестраиваемый отражатель которого выполнен в виде многогранной призмы. На призму устанавливают измеряемый объект. Пучок излучения лазера расширяют до размеров, обеспечивающих отражение от двух соседних граней и грани объекта. Вращают многогранную призму с объектом. Измеряют длины волн двухчастотной генерации лазера, одновременно возникающие при отражении излучения от первой грани объекта и первой грани многогранной призмы, затем при отражении от пар соседних Q граней многогранной призмы, нормали к которым расположены внутри измеряемого угла, и при отражении от Q - грани многогранной призмы и второй грани объекта. По измеренным значениям длин волн и известной угловой дисперсии резонатора определяют углы между нормалями к отражающим поверхностям, вызывающим двухчастотную генерацию излучения лазера, а угол между нормалями к первой и второй граням объекта определяют как сумму полученных углов. Аналогично определяют остальные углы объекта. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 С 01 В 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4137888/24-28 (22) 15.09.86 (46) 15.08.89. Бюл.М 30 (7l) Институт физики АН УССР и Одесский электротехнический институт связи .(72) В.И.Кравченко, Е.Г.Левченко и В.Л. Ткаченко (53) 535.853.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1431461, кл. 0 01 В 11/26, 1986. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОСКИХ УГЛОВ

ОБЬЕКТА (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения плоских углов оптических деталей с плоскими отражающими поверхностями.

Целью изобретения является повышение точности и экспрессности измерений.

В качестве датчика угла применяют перестраиваемый лазер с дисперсионным резонатором, перестраиваемый отражатель которого выполнен в виде многогранной призмы. На призму устаИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения плоских углов оптических деталей с плоскими отражающими поверхностями.

Целью изобретения является повышение точности и производительности измерений.

На фиг.l приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 — относительное расположение объекта, много-.

„„SU„„1500822 A 1

2 навливают измеряемый объект„Пучок излучения лазера расширяют до размеров, обеспечивающих отражение от двух соседних граней и грани объекта.

Вращают многогранную призму с объектом. Измеряют длины волн двухчастотной генерации лазера, одновременно возникающие при отражении излучения от первой грани объекта и первой грани многогранной призмы, затем при отражении от пар соседних q граней многогранной призмы, нормали к которым расположены внутри измеряемого угла, и при отражении от q-й грани многогранной призмы и второй грани объекта, По измеренным значениям О длин волн и известной угловой дисперЖ сии резонатора определяют углы между нормаляии к отражающим поверхностям, вызывающим двухчастотную генерацию С излучения лазера, а угол между нормалями к первой и второй граням объекта определяют как сумму полученных углов. Аналогично определяют остальные углы объекта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ма

Сл гранкой призмы и сечение расширенного, лазерного пучка (заштриховано).

Устройство содержит поворотный стол 1, на котором расположены многогранная призма 2 и объект 3. В качестве датчика угла использован перестраиваемый лазер с дисперсионным резонатором, в котором призма 2 является перестраиваемым отражателем.

Активное вещество 4, элемент 5, обладающий угловой дисперсией, расширитель 6 пучка и выходной отражатель 7

D(%}a

3 150082 закреплены неподвижно. Выходной пучок, 8 лазера осуществляет оптическую связь с многоканальным . измерителем 9 длины волны лазерного излучения. 5

В качестве элемента 5 может быть использована дисперсионная призма или дифракционная решетка (на фиг.1 показана решетка, работающая на пропускание). Расширителем 6 лазерного пучка 10 может служить линзовый или приэменный двухкоординатный телескоп. Увеличение телескопа выбирают таким, чтобы лазерный пучок, попадающий на многогранную призму 2 и объект 3, мог испытывать одновременное отражение от соседних граней многогранной приз" мы и грани объекта.

Способ измерения. плоских углов объекта реализуется следующим образом.

Устанавливают измеряемый объект 3 вместе с многогранной призмой 2 на поворотном столе. Расширяют лазерный пучок до размеров, обеспечивающих отражение от двух соседних граней многогранной призмы 2 и грани объекта

3 (см. фиг.2). Приводят поворотный стол 1. во вращение и включают лазер.

Измеряют длины волн Л1, . иэлуче(11 ния, обусловленного отражением лазерного пучка от первой грани объекта 3, фиксируя тем самым угловое положение нормали к этой грани в процессе вращения объекта 3, и одновременно воэ-. 35 никающие в спектре лазера длины волн

Я,", обусловленные отражением от первой грани многогранной призмы 2 (j — текущий номер измерения).

Измеряют последовательно возникаю- 40 щие в спектре лазера пары длин волн и Я, двухчастотной генера(3) ции, вызванной одновременным отражением лазерного пучка от i-й и (i+1)-й граней призмы (i = 1, 2...g-1, где 45 я †.число граней многогранной призмы

2, нормали к которым расположены внутри измеряемого угла, образованного нормалями к граням объекта). Измеряют обусловленные отражением от q-й (Р грани призмы длины волн 1, соответствующие появлению в спектре лазера тех же, что и раньше, значений длин волн Л, вызванных отражением от второй грани объекта 3.

1Ео измеренным значениям длин волн

Л „ и t и известной угловой дис1Р (> персии Ь() резонатора вычисляют ,каждое j-е значение угла 9,„ между

4 первой гранью многогранной призмы ,и первой гранью объекта:

11<0 (J)

11(Я) И. л" (Производят статистическое усреднение величин Р и определяют уточ11 ненное значение угла

11

По измеренным значениям пар длин волн Я и 1 <. 1 генерации, обуслов1 + 1 ленной отражением лазерного пучка от

i-й и (i+1)-й граней многогранной призмы 2, и известной зависимости

В(1 ) вычисляют каждое j-e значение углов 9, . между нормалями к со(Р

111 1 седним граням многогранной призмы: эп) е „.

Производят статистическое усреднение каждого из вычисленных углов определяют уточненные зна(i)

11 1 Ф чения Р; „ и находят их сумму

Ф, По измеренным значениям длин волн Л и Я и известной зависиО) (1)

z c мости 0(9) вычисляют каждое )-е значение угла между q-й гранью многогранной призмы и второй гранью объекта (1) (М щь)d 1 л)

Производят статистическое усреднение величин Ф и определяют уточ(М

Ъг ненное значенйе угла 4

- и

Определяют плоский угол Р между первой и второй гранями объекта 3 как сумму -(Аналогично определяют остальные углы объекта 3.

Формула изобретения и

1. Способ измерения плоских углов объекта, заключающийся в том, что скрепляют объект с одним из отражате.— лей резонатора перестраиваемого лазера, вращают отражатель, фиксируют нормали к отражающим граням объекта и определяют углы между гранями объекта па изменению длины волны излуче-. ния перестраиваемого лазера, о т л ич а ю щ и й.с я тем, что, с целью повышения точности и производительности измерения, в качестве отражателя

5 15008 резонатора используют многогранную прижиму, лазерный пучок расширяют в плоскости дисперсии и в перпендикулярном ей направлении до тех пор, пока пучок не отразится от двух соседних граней призмы и от грани объекта, измеряют пары длин, волн двухчастотной генерации лазера и с учетом угло вой дисперсии резонатора определяют 1О угол между нормалью к одной из граней объекта и нормалью к ближайшей по угловому положению грани призмы, последовательно определяют углы между нормалями к соседним парам граней 15 призмы, расположенными внутри измеряемого угла, образованного нормалями к граням объекта, затем определяют угол между последней нормалью к грани призмы, расположенной внутри измеря- 20

22

6 емого угла, и нормалью к второи грани объекта, после чего угол между первой и второй гранями объекта определяют как сумму измеренных углов и аналогичным образом определяют углы между другими гранями объекта.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что измерения углов при повороте многогранной призмы в пределах диапазона углов, в котором происходит двухчастотная генерация, вызванная отражением излучения от одних и тех же грани призмы или грани объекта и ближайшей по угловому положению грани призмы, пары длин волн двухчастотной генерации измеряют многократно в процессе перестройки резонатора и результаты измерений каждого угла усредняют.

1500822

Составитель В.Песоцкий

Техред М,Ходанич

Корректор Н. Король:

1Редактор И.Рыбченко

Заказ 4849/33 Т ираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Укгород, ул. Гагарина, 101