Интерференционный способ измерения величины линейных и угловых перемещений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеио15.07.76 (21)2386267/25-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.03.78. Бюллетень ¹11 (45) Дата опубликования описания13.03.78

Союз Советских

Социалнсткческин

Республик (111 589158 (51) М. Кл.

g 01 B 9/02

1еоударстеенный комитет

Сонета Ииниотроа СССР оо делам иэооретеннй н открытий (З) УД1 535.854 (088.8) (72) Автор изобретения

С, А. Рачков (71) Заявитель (54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ

ЛИНЕЙНЫХ И УГЛОВЫХ 1ПЕРЕМЕШЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам построения фотоэлектрических интерферометров, предназначенных для,прецизионных измерений величин линейных и угловых перемещений объектов.

Известен способ измерения величины линейных и угловых перемещений объекта, заключающийся в том, что излучение от источника направляют в интерферометр, разделяют излучение на опорное и измерительное, мо- 10 дулируют опорное излучение, осуществляют модуляцию измерительного и опорного излучений на фотоприемнике, по сигналу с котоport> судят о контролируемой величине jl)

Недостатком этого способа является срав45 нительная низкая точность измерений, вызванная нестабильностью входного излучения и нестабильностью модулятора опорного излучения. . Известен также способ измерения вели- ЯО чины линейных и угловых перемещений объекта, заключаюшийся в том, что излучение от монохроматическбго источника света направляют в интерферометр, модулируют это излучение, разделяют его на опорное и изме- 25

2 рительное, которое направляют на объект, осуществляют интерференцию измерительного и опорного излучений на фотоприемнике, по сигналу с которого судят об измеряемой величине j2) .

Этот способ является по своей технической сущности наиболее близким к изобретению.

Недостаток известного способа заключается в сравнительно низкой точности измерений, вызванной влиянием оптических неоднородностей в воздушном тракте, неста« бильностью модулятора, малой величиной отношения сигнал/шум на выходе фотоприемника. обусловленной поступающими на фотоприемник под значительным углом опорного и измерительного излучения друг к другу.

Для повышения точности измерений опорное излучение разделяют на два, модулируют каждое из них по фазе сигналами низо кой частоты, сдвинутыми по фазе на 90 эаии односительно модулкрующего второго.

На чертеже изображена конструкция устройства, реаль. ующая описываемый способ.

599i58

Оно содержит источняк 1 монохроматического излучения и интерферометр, состоящий иэ полупрозрачных зеркал 2, 3, зеркала 4, укрепленного на подвижном объекте, фотоприемника 5, пьезоэлектрических модуляторов 6, 7 и опорного низко-частотного генератора 8 модулирующих сигналов.

Процесс измерения величины линейяых и угловых перемещений заключается в следующем.

Монохроматическое излучение источника

1 направляют в интерферометр, модулируют его и разделяют полупрозрачным зеркалом

2 на опорное и измерительное излученяе. И

Измерительное излучение направляют к зеркалу 4, закрепленному на объекте. иэмерения.

Отразившееся от зеркала 4 и затем от зеркала 2 измерительное излучение попадает на фотоприемник 5, с помощью которого, ча получая интерференционную картину, дудят об измеряемой величине. Опорное излучение полупрозрачным зеркалом 2 направляют на полупрозрачное зеркало 3; где про исходит разделение опорного излучения на 35 два луча. Каждый иэ лучей модулируют с помощью модуляторов 6, 7.

Отразившие от отражающих зеркал пьезоэлектрических модуляторов 6, 7 излучения проходят последовательно зеркала 3, 2 39 и также попадают на фотоприемник 5. Опор. ный генератор 8 управляет модуляторами

6, 7 сигналами низкой частоты, сдвинуты-. ми по фазе один относительно другого на о

90, что приводит к соответствующей фа- 35 зовой модуляции 1лучей опорного излучения. На фотоприемнике интерферируют три луча: измерительный с фазой, зависящей от положения объекта, опорный луч, промодулированный по- фазе модулятором 6, и опор- Р

4 иый луч. промодулированный по фаза модулятором 7. В результате укаэанной янтерференции в спектре выходного сигнала фотоприемника имеется составляющая с частотой опорного модулирующего генератора и с фазой, равной фазе измерительного излучения.

Окончательный результат измерения может быть получен в низкочастотном цифровом измерителе фазового сдвига (на чертеже не показан), где в качестве опорного сигнала используется сигнал генератора 8.

Сравнительные исследования подтверждаап эффективность описываемого способа. Ои позволяет осуществлять измерения в динамике, достаточно просто получать результаты в цифровой форме, а главное обеспечиваеч высокую точность измерения.

Формула изобретения

Интерференционный способ измерения величины линейных и угловых перемещений, заключающийся в том, что монохроматическое излучение направляют в-интерферометр модулируют его, разделяют на опорное и из. мерительное ° которое направляют на объект, я регистрируют янтерференционную картину на фотоприемнике, цо сигналу с которогв судят об измеряемой величине, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повы шения точности измерений, опорное излучение разделяют на два, модулируют каждое из них по фазе сигналами низкой частоо ты, сдвинутыми по фазе на 90 один относительно модулирующего второго.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

И 194330, кл, С 01 В 9/02, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

14 408145, кл. С 01 В 9/02, 1972.

LLHHH ПИ Заказ 1 398/33

Тираж 872 Подписное

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород,фл. Проектная, 4