Лазерный измеритель перемещений

 

;ã" . Г -=. -

"./!

=ависимое от авт. свидетельства Л

3::5(t лспо 03.! 11.1969 (М 130 }(381(!18 24) И. 1,. С Î"c 9;(j0 с присоединением заявки М

1 !

3!рисритет

1 ()публико вано 26.Х.1973. Бюллетень М 43

Государстоеиив.}! комитет

Совета И!.и!!строе Г".,Ср по делам ?!Зо(.(ретеии?1(и открытий

УДК 531. f: (088.8) Дата опубликования описания 28.jjj.j«I(4,1

5 (3.(0; 1 изобрстс!и я

8. )1. 1(оронкевич, 3. H. 1,"ирьянов, ™,. Ф. 1(Л(3сторин, Г. Л..?Зенков!3, Ц 1,o er. 2;Ов (/} Я 1}3ео,-(аче?!Ко

Ииститут авто!Иатики и электрометрии

3 аявитсл!

ААЗЕР11ЫЙ 1111 5 ЕРИ 1 ЕЛЬ 1! ЕРЕМЕ1.13,ЕИИЙ у (в в(( (2(!

Известны лазерные измер?пели пере.".е:,сний, 00ciñящис из последователь:Io «Оc. III:I«n— нык стабили lipcr 2И:!Ого лазера, дву .; ?слогo интсрфсромс; ра, фотоэлсктр!П?сског0 блока, блГ:ка дпскри.!и;(аторов с лorè÷«cêi!)r усTpo!tc; ВОм, О,!Ок?1 00рабо "ки, п()соop22(, ?ощсГО число интер icpciiциониык полос В з(,:I;:чину персмсщсния, и pc!)cрсивного счс(чика, фиксирующего рсз, льлга," измерения.

Г?род«!аг2cмый из..cj итсль отличается о?!ЗВССТН??К С) . (t О. С НСЛЬ?О ПОВ.:!Inc!IiIH ТСЧ

ИОСТИ И I!k!. CÆ !О 1 tf, !3 ИСТО ВВСДС?1 :ОЛОДН?. Il катод, располо;Г?!.!С.й! коакс?!2 ihno с активным элементом лазера, защитныс стекла оторого, опрсдс,-(я;о iic п;i0cK0c! ь поляризации, ориентированы под углом Брюстера к реору 0.10ка 1!Ол 1!роз ра lных п.!асти:! и)!тсрфсрометра, причс;.! последнее располо)кено в одной плоскости с ребром тройного отра)кателя иптсрфсромстра.

Для при., сне:?ия лазера с Волнам?. pn.,—.nчных длин В Î:!Ок Обраоо ки информ??ции л" сдсн ши(ррато}р, :.Озс():,)1 циснта пс )сc:.ста, соСДИИС:!,IЫИ;СРС С:.(.М ЛОГИ(!С Кl.. ЭЛСМ !-:ТОВ

СО ВКОДОМ РСЬСП СИЗ?IОГО СЧСТв(3(на И ВКОДО,t с ч E тч и к 2. и м и ",:! ь с 0 в o.". О к а д!1 01.1) и м и i I а т О р О В .

На фиг. 1:. обра)кс ra оптичсскo;i а(-ть устройст",2, .на фи!. 2 — его элек роп (ая ча сть.

Оптическая .,crr3 Hзм«ритсля со,«p:к",т зср 1, рс 301 1;3 i (.;) котор(i о образован сфсричсс? .?tx! 3«pti2.10. (2 11 п,lc«lf?l (t зсрк;1«10(! 3, tI)oT0npHe (t I(I!к .1 пол рО itь!«;«pка -}2 !) tt 6, "((!)О5 Кал 113 10 Сl:СТС)1(!, 110!3(! P O ГН1 10 П jii l. 31М;1. ИнТЕР!ф«.)ОМС!Р ... !3 КОТ(И 1,(31 э i(;Д5(т Т )(!111!(!!!

Отp2232TO,:ü 1 t li c! О i 1!ОГ!) : 1роз1}ач;1; l." !itloСТЕН, COCÒОЯ ЦИ11 ИЗ j!ВЗД(таil t(, tl iloll ПЛ:l«! Il!11!

11:! рскомби!(ирующ 11 It, I;1«тин: 1". 1!!;110 фраг. 1Ы 13 li 1-1, п фо (-О:1 )Il c)t III i i I! 1,i и 16. .!«к Poli!1, Я ià« ?!> У« Г!)(!Й«1 (1!1 «Oст01!т 1! 3

О. 1 ока дискри)! и н;11 0 poi3 C ЛОГИ ч««ки )(3 с! рОЙство)1 17. «чстч}. 2 18 и.;:}ул?«ОВ, группы лоГическик скс <11:1.,(:0; !Inc! К(}Й (. x«)! iи

< !::.(11i> 20, liin(! р".Тср2 21 и р«В(1)«IH)noi счетчика 22.

В ОСНОВ(j) 2 ООТЬ . Oil!! C! 11 (lc).!01 0 СТ1}Г ЙС 33;3

Г!«)К?!Т H3BCCT?IOC СООТНОНIС 1110

ГДС L — — ИСКО;(25!;;ЛИ !2; п — порядок ин(срфср«;}ции (число имП"СЛ1-СГ.3:12 1)Ьiно.",," фОТОПj 1!CÚI!1111 CI));

25 П вЂ” .(о1 . 1. 2TСЛ . I(Р(.,(ОМЛСПИЯ СР(. Д} . . В КОТОРОИ ПРС ИЗГО:(11 СЯ ИЗ. I«()Г"(I (, 4(в — ДЛИ !1 ПОЛНЫ В ВПКУУМС и -ГО}НИКП и 3 л (" (. н и я .

Д,!Я р«<1,111.3?1 ill: !i «00 . Ионl«nlf 53 (1 ), !1 !«р н! 111

30 ?!зз!«рите. lь пер(. (1«щ«1?П1! Выио, !И«и таки)! Ои302982 волны, поправку на внешние условия и изменения параметров исследуемого объекта.

Общее число импульсов Л 1, поступивших с блока 17, преобразуется в серию импульсов, общее число Л которых пропорционально измеряемому перемещению в принятой системе счисления, в соответствии с выражением 2 1 (2)

10 где A>>> — сib(liocTI> счетчик,а 18, i 110B IcTBopEIIQщая точности измерения.

Прсооразовапнс числа пмпульсопУ, в (ис10 ИМПУЛЬСОВ >2 OCX ЩСCTBЛЯСТСЯ C ПОМОЩ!>10

Г1зуппы логических схем «И» 19, их(п льсныс 15

Входы 1" oòop i>(. I подкл lочсны соотВС rc rB i (o. щи» выходам разрядов счетчика 18, 2 и отснцпальныс входы — к потенциальным Выхода» шифратора 21 коэффициента rlcpcciicT2 k.

Выходные сигпа,-ы со схем «И» 19 ч;рсз схс- 20 му «ИЛИ» 20 поступают в соотв TcTBH(i с выходным сигн((лом блока 17 па входы рсв рсивпого с«с r »(I 2 22.

Из соотношения (1) видно, что точность определения псрсмс(цсния подвижного элемента интсрфсромстра зависит от то ii(ocTH

E(aii(cpc1(I(sI порядка интерференции, длины волны в вакууме и точности определения внешних условий.

Постоянство вакуумной длины волны обеc- чп пс IHB2cTcp, привязкой излучения к 0(ipc;Ter! Ilпой рспсрной точке в спектре, в данном случае в провале Лэмба. Точность такой привязки, опредсляемой м тодом измерения, равна 5 10 — . 35

Гочность е!змс(рсния порядк2 пптс1эфс1эсl!ции зависит от спосооа обраоотки поступающих импульсов. Г1ри выоранной цс! е деления выходного устройства она лежит в пределах

1 10 — . 40

Осповпыс погрешности возникают при ввсДЕ НИ И iIOIIP2BGH 112 ИЗМСПСПИЕ ВНСП11!ИХ СЛОвий. Независимо от способа определения и ввода в систему значений и можно считать, что погрешность в определении длины на лазерных измерителях перемещений определяется соотношением

AL = (0,0003 + q L 10-6 ) мм, (3) где первый член обозначает выбранный шаг дискретности электронной схемы, q — постоянная, зависящая от внешних условий, L— измеряемая длина.

В основном q определяется точностью измерения тс»пературы, Поскольку в описываемом устройстве выбран лазер с холодным катодом, а гсометрпческая схема интерферомстра построена без рсферентного плеча, т. е. элемента интсрферомстра, на который в основном влияет тсмпсратурпое поле лазера. можно считать, что BHa ICHHc q в соотношении (3) удается уменьшить в дга раза по сравHLни1о с с»щсcTBK ющпми системами.

Предмет изобретения

1. Лазерный измеритель перемещений, состоящий пз последовательно соединенных

c1абилпзIip0B2lIlIoi о лазера, двухлучсвого инTcriôcp0 (cтр2, фотоэлс(тричсского б,10ка, блока I!le((pl! Ill!I;I TopoB с логичсским устройством, блока обраоотки, прсобразую(цсго чис-10 И(!ТСРфCРЕНЦЕ40НН1>(Х ПОЛОС В ВСЛНЧИНУ ПC рсмсщсния, и реверсивного счетчика, фиксирующего рсзультат измсрcпия, отличпюи1(тся тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, B лазер введен колодный катод, p2c(IoëoæcHHИIII коаксиально с его

2КТИВНЬ(М ЭЛСМСНТОМ, 2 32ЩИТНЫЕ СТСКЛ2 Лазера, опредсляю тпе плоскость поляризации, ориентированы по.(углом Вр(остера, к ребру блока полупрозрачных пластин HI(Tcp)Icpoметра, причем последнее расположено в одной плоскости с ребром тройного отражателя и!ITсрфсрометра.

?. 11: E»cpii re;II Iio il. 1, OT.(uuaioutu(ic. I Tc»I. что. с целью примсllcíèÿ лазера с волнами различны.; длин, B îлок оораоотки информации введен шпфратор коэффициента пересчета, соединенный «срсВ схему логических элементов со входом рсвсрспвного счетчика и входом счетчика импульсов блока дискриминаторов.

1,у

<" 37!

/! . 7Я 7с сваг L7 -7!а.эа (pic ñ р

Фиа. j г !

,! + — ъ-1, т ) ь,1

7 2

С!ки ililil !с!и Л. И данова ("; р! 71 БО 7!авода

1,оррс! Тир!,I; М. Кор000ва

Е. Дави!дl .ина

Рсдактор Б. Фсдотов

Заказ 6(4/1 1!зд. Х 170 1ира7к ((!)? 11>!(Пиcиос

Ц(-(И1111(! Госу.(арствс»ioro ко !тста Соп ;i i1.ии!с !р!и! C.ÑÑ(1 по дола 1! и к!Йрсl olillil и отары П(!

Москва, уК-, 15, 1 ауи!ск!!к пао., д. (5 1 ииогпафии, ир. Сапунова, 2 ( -;3;: < .:,7;, l g, 6 Il, .76

М- КЗлек77 77рпааай i част