Интерферометр для измерения углов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения углоа поворота объектов Цель изобретения - повышение точности измерений При повороте, платформы триппельпризма 13 смещается по двум взаимно перпендикулярным осям. Смещение триппельпризмы 13 вдоль оптической оси измерителя 2 перемещений вызывает смещение отраженного от не пучка лучей. Этот пучок лучей попадает H;I фошприемник 8. по сигналу которого блок 9 управления формирует сигналы, подаваемые на ггрйвод 10 каретки $ 8 6 7 ЛL/. %1 сл о $ VI

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

< ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 В 11/26 с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМИ ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4826256/28 (22) 22.05.90 (46) 23,08.92. Еел. М 31 (71) Сибирский государственйый научно-исследовательский институт метрологии (72) В,В.Копйтов, 8.Д.Лизуйов, В.M.Âåñåëüев и Т.В.Набока (56) Jelnwertech + Wesecterhme, 1977, т. 85, hh 44, с.166 — 171.

Авторское свидетельство СССР

ЬВ 1401271, кл, 6 01 В 11/26, 1988. (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УГЛОВ

Д2, 1756757 А1

2 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения углов поворота обьектов, Цель изобретения — поьышение точности измерений. При повороте платформы триппельпризма 13 смещается по двум взаимно перпендикулярнйм осям. Смещение триппель-призмы 13 вдоль оптической оси измерителя 2 перемещений вызывает смещение отраженного-от нее пучка лучей: Этот пучок лучей попадает нп фотоприемник 8. по сигналу которого блок 9 управления формирует сигналы, подаваемые йа- прйвод 10 каретки

1756757

1-- "Изобретение отйосится к измерительной технике и может быть использовайо для измерения углов поворота объектов.

Известны интерферометры с дйапазоном измерения больше 900, содержащие 2 триппель-призмы, куб и устройство слежения за лучом.

Однако"диапазон измерения такого интерферометра не превышает 95 . .Известен интерферометр для измере- 1 ния углов поворота Объектов, содержащий основание, последовательно установлен- " ные на основании измеритель перемеще ний, комйенсирующее устройство В виде каретки, установленной с возможностью 1 перемещения вдоль двух взаимно перпендикулярных осей, одна из которых параллельйая оптическо и оси и змерителя йеремещений, последовательно установленных на каретке-отражателя С отражающим и прбпускающим пОкрытиеМ и двух фотоприемников,"размещенйых"на каретке так, что один из них расположен на оптической оси измерителя "перемещений а второй — йа оси, перпеидикулярной оптической 2 оси и проходящей через точку ее" пересечения с отражателем, блока упрайления;— входы котОрого подключены к фс"гойриемникам, и привода каретки, входы которого подклечены к выходам блока управления, светоделйтель, входйая грань"которого оптйчески сопряжена с отражателем; пентап ризму, Входная грань которой оптически сопряжена со светодлелительйой плоскостью светоделителя, платформу, "установ- 3 . ленйую с возможностью Йоворота И две триппель-призмы, установл знйые на платформе так, что их входные грани оптически сопряжены соответственно с вйходной грайью светоделителя и выходной грэнью пентапризмы, три шкива, один из которых установлен на основании так, что его ось симметрии совпадает с осью поворота платформы, в второй и третий устаноалены на платформе с возможностью поворота вок- 4 руг Осей, параллельных оси поворота платформы и связаны с первым шкивом с помощью гибких кольцевых лент, оси всех шкивов лежат на одной прямой. а триппель20

30 осй параллельной оси поворота платформы

" и Связан с первым гибкой кольцевой лентой, 40 чем" вторая триппель-призма установлена

5. Последняя перемещает полупрозрачное зеркало 6 в положение. при котором пучок лучей после отраженйя попадет в центр фотоприемника 8. Для компенсации непрямолинейности перемещения каретки 5 служит фотоприемник 7, Смещение трийпель -призмы 13 вдоль оси, перпендикулярной оси измерителя 2 перемещений, приводит к появлению разности хода между пучками лучей, отраженных от триппель-призм 12, 13, которая фиксируется измерителем 2 перемещений. Это смещение пропорционально углу поворота платформы 11, 2 ил. призмы размещейы соответственно Hà Втором и третьем шкивах так, что их вершины совмещены с осями поворота шкивов

Однако диапазон измерений устройства ограничен и не превышает 120, Цель изобретения — повышение точности измерений, Для этого интерферометр для измерения углов, содержащий основание, установленные на- основании измеритель перемещений, оптически связанный с ним светоделитель, и компенсирующее устройство. каретку, установленную с возможностью первмещения вдоль оси, параллельно оптической оси измерителя перемещений компенсйрующее устройство, выполненное

В виде установленных на каретке полупрозрачного Зеркала и двух фотоприемников

pacrioëoæåííûõ В двух взаимно-перпендикулярных йлоскостях, и блока управления входы которого подключены к выходам фотоприемникОВ, приВОда каретки, Вход которого подключен к выходу блока управления, платформу ; устайовленную с возможностью поворота, два шкива, один из которых установлен на основании так, что его ось симм е тр ии сов йада е т с осью и О ворота платформы-, второй — установлен на плат форме с возможнбстью поворота вокруг две триппель-призмы, одна из которых onтически связана с полупрозрачным зеркалом и установлена на одном из шкивов так, что ее вершина совмещена с осью поворота шкива, снабжен вторым измерителем перемещений; установленным параллельно первому, третьей и четвертой триппельпризьамй, и вто рым светоделител ем, и римежду первым измерителем перемещений и

КОМПЕНСИОХУЮЩИМ УСТРОйСТВОМ И ОПТИЧЕСКИ связана с полупрозрачным зеркалО;.-, Второй светоделитель и третья триппель-призма установлены между компенсирующим устройством и втбрым измерителем перемеЩейий и оптически связаны с последним и четвертой триппель-призмой. установленной на каретке, .1756757

На фиг,1 представлена функциональная сигналу которого блок 9 управления формисхема интерферометра; на фиг.2 — положерует управляющие сигналы на привод 10 ние шкивов на платформе.

Интерферометр содержит основание 1. каретки, которая переместит полупрозрачное зеркало 6 в положение, при котором пучок лучей после отражения от триппельпоследовательно установленные йа основа- 5 призмы 13 попадет в центр координатнонии 1 измеритель 2 перемещенйй. светоделитель 3, компенсирующее устройство 4 в:чувствительного фотоприемника 8. виде каретки 5; установленной с возможйо-" . Для комйенсации нейрямолинейности стью перемещения вдоль оси, параллель--" . перемещения кареткй5служитфотойрием10 ной ойтиче.ской оси из мерител я" 2 ник 7, сигнал с которого поступает нэ блок перемещений,"последовательно усманов- 9 управления, перемещающий каретку 5 в ленные на каретке 5 полупрозрачное зеркэ-" направлении оси, перпендикулярной оптило 6 и дв.а фотоприемника 7 и 8, ческой оси измерителя 2 перемещений для фотоприемйик 7 расположен на олтическОй:.,:компенсации непрямолинейности оси измерителя 2 перемещений, фотопри- 15 Смещение триппель-призмы 13 вдоль емник 8 — на оси, перпендикулярной опти- оси, перпендикулярной ог1тической оси изческой оси измерителя 2 перемещений и: . мерйтеля 2 перемещений, приводит к появпроходящей через точку ее пересечеййя с лению разности хода между пучками лучей, полупрозрачным зеркалом 6, блок управле- .: отраженными ат триппель-призм 12 и 13, ния 9, входы которого подключейы к фот6- -20 которая фиксируется измерителем 2 переприемникам 7 и 8, и привод 10 каретки", мещений. Это смещение пропорционально входы которого подключены к выходам бло- . -.; углу поворота платформы 11, Таким обрэка 9 управления, платформу 11, устайовлен-. :. зом, сйгнал на вь!ходе йзмерителя 2 перемещений пропорционален углу поворота ную с возможностью поворота, и "две триппель-призмы 12 и 13, два шкива 14 и 15, 25 платформы 1 1 - а а=агсз!и r

r где r — расстояние МеМсду осями шкивов (башкив 14 установлен нэ основАнии 1 так, что его ось симметрии совпадает с осью поворота платформы 11, шкив 15 установлен на платформе 11 с возможностью поворота зэ ийтерферометра), мм; вокруг оси, параллельной оси поворота плат- 30 у = z - х для четверти; формы 11 и связанный со шкивом 14 с по-: - у = х - z для И четверти; мощью гибкой кольцевой ленты 16. у = -z - х для 1и четверти; у = z + x для Ч четверти, где у,х — коорТриппель-призма 12 установлена зэ светоделителем и образует с ним интерфединаты положения триппель-призмы 13, ренционный блок 20, триппель-призма 13 35 мм; х = rcos а, у = rsir! а, оптически связана с полупрозрачным зер- .... z — показание измерителя 2 перемещекалом 6 и установлена на шкиве 15 тэк, что . ний, мм, ее вершина совмещена с осью поворота Кроме того, коордйнвту х можно опрешкива. Кроме того. на основании 1 установ- делять как перемещение триппель-призмы лен второй измеритель 17 перемещенйй. 40 19, установленной йа каретке 5, ко орое интерференционный блок 18, оптически . фиксируется измерителем 17 перемещений. связанные с триппель-призмой 19, установ- Максимальное перемеЩение соответствуленной на каретке 5., ..ет двойной базе интерферометра, т.е. xmax

Интерферометр работает следующим .: =2r, образом, 45

Предлагаемая связь шкива 14 с основаТриппель-призма 13 смещается по двум ля 17 перемещений, интерференционного взаимно перпендикулярным осям: по оси, : -:: блока 18, триппель-призмы 19позволяетуппараллельной оптической оси измерителя 2 ростить обработку результатов и опредеперемещений, и перпендикулярной ей. 55 лять базу интерферометра с высокой

Смещение триппель-призмы 13 вдоль опти- точностью. ческой оси измерителя 2 перемещений, вызывает смещение отраженного от нее пучка

Формула изобретения

Иитерферометр для измерения углов, лучей. Этот пучок лучей попадает на коордисодержащий основание, установленные на натно-чувствительный фотоприемник 8, Ао основании измеритель перемещений, оптиПри повороте платформы 11 триппель-..: нием 1 и установка триппель-йризмы 12 за призма 13 смещается параллельно на неко-: светоделителем 3 йозволяет увеличить диэторое расстояние, так как она установлена . пазон измеряемых yriios до 3600 по сравнена шкиве 15, который при повороте плат- . нию с известной, у которого он составляет формы на угол а поворачивается в противо- 50 1200. положную сторону на такой же угол. Крометого,введениеаторогоизмерите1756757

Редактор M. Бланар Техред M.Ìîðãåíòýë

Корректор М. Ткач

Заказ 3082 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина. 101 чески связанный с ним светоделитель, и компенсирующее устройство, каретку, установленную с возможностью перемещения вдоль оси, параллельной оптической оси измерителя перемещений, компенсирующее 5 устройство, выполненное в виде установленных на каретке полупрозрачного зеркала и двух фотоприемников, расположенных в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, и блока управления, входы которого 10 подключены к выходам фотоприемников, привода каретки, вход которого подключен к выходу блока управления, платформу, установленйую с возможностью поворота, два шкива, один из которых установлен на осно- 15 вании так, что его ось симметрии совпадает с осью поворота платформы, второй — установлен на платформе с возможностью поворота вокруг оси, параллельной оси поворота платформы и связан с первым гибкой коль- 20 цзаой лентой, две триппель-призмы, одна из которых оптически связана с полупрозрачным зеркалом и установлена на одном из шкивов так, что ее вершина совмещена с осью поворота шкива, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен вторым измерителем перемещений, установленным параллельно первому, третьей и четвертой триппельпризмами,. и вторым светоделителем, причем вторая триппель-призма установлена между первым измерителем перемещений и компенсирующим устройством и оптически связана с полупрозрачным зеркалом, второй светоделитель и третья триппель-призма установлены между компенсирующим устройством и вторым измерителемлеремещений и оптически связаны с последним и четвертой триппель-призмой, установленной на каретке,