Интерференционный измеритель углов поворота объектов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля угла поворота объектов. Целью изобретения является уменьшение габаритов интерференционного измерителя за счет выполнения формирователей опорного и информационного пучков лучей в одном блоке отражателей. Когерентный коллимированный световой пучок лазера 1 расширяется телескопической системой 2 и направляется через светоделитель 3 на отражательный блок 4, предназначенный для скрепления с контролируемым объектом. Попадая на отражательный блок 4, пучок лучей делится им на пять пучков лучей, которые, отразившись от светоделителя 3, регистрируются блоком 5 регистрации. Если плоское дно кюветы перпендикулярно падающему пучку лучей, то после отражательного блока 4 пять пучков лучей будут параллельны, что соответствует интерференционной полосе на блоке 5 регистрации бесконечной ширины. Поворот контролируемого объекта на угол α приводит к аналогичному повороту плоского дна кюветы, что приводит к появлению угла между опорным пучком, после отражения падающего пучка лучей от четырехгранной пирамиды, по отношению к четырем информационным пучкам лучей, отразившихся от плоского дна кюветы. В этом случае на блоке 5 регистрации образуется интерференционная картина, содержащая четыре зоны интерференции с направлениями интерференционных полос, попарно ортогональных одна другой, ширина которых пропорциональна углу поворота контролируемого объекта. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 В 11/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4666147/28 (22) 24.03.89 (46) 23.07.91. Бюл. hh 27 (71) Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии . (72) А.А.Арефьев, С.М.Корнеев, Л.О.Лебедев, А.Б.Шерешев и А.А.Рожков (53) 531. 715 (088;8) (56) Патент США

М 4662750, кл. G 01 В 11/26. (54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля угла поворота объектов. Целью изобретения является уменьшение габаритов интерференционного измерителя за счет выполнения формирователей опорного и информационного пучков лучей в одном блоке отражателей. Когерентный коллимированный световой пучок лазера 1 расширяется телескопической системой 2 и направляется через светоделитель 3 на отражательный блок 4, предназначенный для скрепления с контролируемым объектом,,, Я2„„1665227 А1

Попадая на отражательный блок 4, пучок лучей делится им на пять пучКов лучей, которые, отразившись от светоделителя 3, регистрируются блоком 5 регистрации. Если плоское дно кюветы перпендикулярно падающему пучку лучей, то после отражательного блока 4 пять пучков лучей будут параллельны, что соответствует интерференционной полосе на блоке 5 регистрации бесконечной ширины, Поворот контролируемого объекта на угол а приводит к аналогичному повороту. плоского дна кюветы, что приводит к появлению угла между опорным пучком, после отражения падающего пучка лучей от четырехгранной пирамиды, по отношению к четырем информационным пучкам лучей, отразившихся от плоского дна кюветы. В этом случае на блоке 5 регистрации образуется интерференционная картина, содержащая четыре зоны интерференции с направлениями интерференционных полос, попарно ортогональных одна другой, ширина которых пропорциональна углу поворота контролируемого объекта.

2 ил.

1665227

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля углов поворота объектов.

Цель изобретения — уменьшение габаритов за счет выполнения формирователей 5 опорного,и информационного пучков лучей в одном блоке отражателей, На фиг.1 представлена функциональная, схема интерференционного измерителя; на, фиг.2 — схема отражательного блока, 10

Интерференционный измеритель угла, поворота объектов содержит (фиг.1) источ, ник когерентного коллимированного излучения, выполненный в виде лазера 1 и телескопической системы 2, светоделитель 15

3, отражательный блок 4 и блок 5 регистрации, оптически связанный через светодели тель с отражательным блоком 4.

Отражательный блок 4 выполнен в виде кюветы 6 с плоским дном 7, заполненной 20, иммерсионной жидкостью 8, и четырехгранной пирамиды 9 с углом при вершине 90, на боковые поверхности 10 которой нанесено светоделительное покрытие, установлен1 ной в кювете 6 так, .что ее основание 25 ,. оптически связано через светоделитель 3 с источником когерентного коллимированного излучения, плоское дно 7 кюветы 6 параллельно основанию четырехгранной пирамиды 9 и на его поверхность нанесено 30 зеркальное покрытие, вершина четырехгранной пирамиды 9 касается дна 7 кюветы

6, а показатель преломления иммерсионной жидкости 8 равен показателю преломления четырехгранной пирамиды 9, 35

Интерференционный измеритель работает следующим образом.

Когерентный коллимированный световой пучок лазера 1 расширяется телескопической системой 2 и направляется через 40 светоделитель 3 на отражательный блок 4, предназначенный для скрепления с контролируемым объектом (не показан), Попадая на отражательный блок 4, пучок лучей делится на пять пучков лучей. Первый 45 опорный, пучок лучей отражается от светоделительных боковых поверхностей 10 четырехгранной пирамиды 9 и посылается в обратном направлении, сохраняя угловую ориентацию падающего пучка лучей. Ос- 50 тальные информационные четыре пучка лучей проходят через светоделительные боковые поверхности 10 четырехгранной пирамиды 9, отражаются от зеркального покрытия плоского дна 7 кюветы 6 и посыла- 55 ются в обратном направлении. После отражательного блока 4 пучки лучей отражаются от светоделителя 3 и регистрируются блоком 5 регистрации. Если плоское дно 7 кюветы 6 перпендикулярно оси падающего пучка лучей, то разность хода между пучком лучей, отразившимся от боковых поверхностей 10 четырехгранной пирамиды 9, и пучками лучей, отразившимися от плоского дна

7 кюветы 6 после прохождения боковых поверхностей 10 четырехгранной пирамиды 9, будет равна нулю, что соответствует интерференционной полосе бесконечной ширины, При повороте контролируемого объекта на угол а плоское дно 7 кюветы 6 будет так же располагаться под углом а к оси падающего пучка лучей, что приводит к угловому рассогласованию пучков лучей, отраженных от плоского дна 7 кюветы 6, по отношению к падающему пучку лучей. В этом случае в плоскости анализа блока 5 регистрации образуется интерференционная картина, содержащая четыре зоны интерференции с направлениями итерференционных полос, попарно ортогональных одна другой. Ширина интерференционных полос пропорциональна величине угла поворота объекта.

Блок 5 регистрации измеряет ширину интерференционных полос и формирует сигнал, определя ющий угол поворота контролируемого объекта по двум координатам, Указанное выше выполнение отражательного блока 4 позволяет уменьшить габариты интерференционного измерителя угла поворота объекта.

Формула изобретения

Интерференционный измеритель угла поворота объектов, содержащий источник когерентного коллимированного излучения, светоделитель, отражательный блок, предназначенный для скрепления с контролируемым объектом, и блок регистрации, оптически связанный через светоделитель с отражательным блоком, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью уменьшения габаритов, отражательный блок выполнен в виде кюветы с плоским дном, запо ненной иммерсионной жидкостью, и четырехгранной пирамиды с углом при вершине 90, на боковые поверхности которой нанесено светоделительное покрытие, установленной в кювете так, что ее основание оптически связано через светоделитель с источником когерентного коллимированного излучения, плоское дно кюветы параллельно основа. нию четырехгранной пирамиды и на его поверхность нанесено зеркальное покрытие, вершина четырехгранной пирамиды касается дна кюветы, а показатель преломления иммерсионной жидкости равен показателю преломления четырехгранной пирамиды.

1665227

Фиг.2

СоСтавитель А.Заболотский

Редактор Н.Тупица Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ. 2385 Тираж 390 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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