Способ дистанционной поверки линейных мер

 

Союз Советскнк

Социалистнческнл

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»838334 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.08.76 (21) 2396820/18-28 (51) М. К..

G 01 В 21)02 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный каннтет (23) Приоритет— по делан нзввретеннй н открв|тнй

Опубликовано 15.06.81. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 25.06.81 (53) УДК 531.715..2 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Н. Костава и В. M. Сихарулидзе

Тбилисский филиал Всесоюзного научно-исслед института им. Д. И. Менделеева кого (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОЛ ПОВЕРКИ,.г1ИНЕЛНЫХ MEP

Изобретение относится к метрологии, а именно к способам дистанционной поверки линейных мер.

Известен способ дистанционной поверки линейных мео, сущность которого заключается в том, что используют эталонную частоту, передаваемую по каналам связи из метрологического центра для поверки опорной частоты синтезатора частот, частотой синтезатора модулируют световой поток источника света, поток направляют на поверхности, ограничивающие размер меры, изме- 1р няют частоту до момента равенства ее периода удвоенному фазовому сдвигу между модулированными световыми потоками, отраженными от поверхностей, и по величине частоты с дят о размере меры (1).

1$

Недостатком данного способа является фиксирование момента равенства периода изменяемой посредством синтезатора частоты удво инолит фазовому сдвигу между световы ии сигналами с помощью измерения аналоговои величины (среднего значения тока) и связанная с этим необходимость сложных ирецизиоииых измерений для достижения требуемых точностей поверки линейных мер.

Наиболее близким к предлагаемому является способ дистанционной поверки линейных мер, заключающийся в том, что по каналам связи передают образцовую частоту, эквивалентную эталонному размеру, в пункте приема образцовую частоту перестраивают с помощью синтезатора частот и перестроенной частотой поверяют опорную частоту, поверенной частотой модулируют световой поток источника света, например, оптического квантового генератора, модулированный световой поток направляют на отражающие поверхности, ограничивающие поверяемый размер линейной меры, изменяют модулированную частоту и сравнивают ее период с фазовым сдвигом между световыми потоками, отраженными от поверхностей, ограничивающих поверяемый размер линейной меры (2).

Недостатком известного способа является то, что, во-первых, его реализация требует использования высоких рабочих частот, а следовательно, высокочастотной аппаратуры, что не дает возможности измерять малые длины, а, во-вторых, при работе с частотно-модулированным сигналом электронный тракт должен пропускать целую полосу

838334

9 с помощью гальванометра 10 выделяют и измеряют постоянную составляющую, несущую информацию о сдвиге.фаз между основным и опорным сигналами. Затем с помощью синтезатора 2 частот изменяют модулирующую частоту до момента равенства ее периода Т учетверенному фазовому сдвигу между сигналами с фотоприемников 7 и 8, т. е. до значения

Т,= — — 4 4, где ft — первая найденная частота; с — скорость света.

В этот момент постоянная составляющая на выходе детектора 9 обращается в нуль.

Далее фотоэлектрический микроскоп (на чертеже не показан) наводят на конечный штрих поверяемого подразделения штриховой меры (при этом зеркало 6 занимает положение 6, а расстояние между двумя положениями зеркала 6 равно поверяемой длине L) и находят аналогичным методом вторую частоту - -= T =Q +

20 Частоту f, эквивалентную искомой длине L находят из соотношения

<=x=r,— т.=

/-А .г 4 с

/ - 8

Формула изобретения

50

55 частот. А в связи с тем, что шумы фото приемников и электронного тракта пройор циональны ширине рабочей полосы частот точность полученных результатов недостаточ но высока.

Цель изобретения — повышение точнос ти поверки и расширение диапазона измере ний в сторону малых длин.

Поставленная цель достигается за счет того, что осуществляют поочередно перемножение электрических сигналов, соответствую щих модулированным, световым потокам отраженным от ограничивающих поверяе мую линейную меру поверхностей, с опор ными сигналами той же частоты, изменяют в каждом случае модулирующую частоту до момента равенства ее периода учетверенно му фазовому сдвигу между основным и опорным сигналами, о чем судят по равенству нулю постоянной составляющей смешанно

ro сигнала, а эквивалентную поверяемой ли нейной мере частоту, по которой судят о размере меры, определяют по двум найден ным частотам.

На чертеже изображена схема, позволяющая реализовать предлагаемый способ.

Схема включает в себя приемник 1 эталонной частоты, синтезатор 2 частот, модулятор 3 света, оптический квантовый генератор 4, полупрозрачное зеркало 5, плоское зеркало 6, жестко связанное с тубусом фотоэлектрического микроскопа, наведенного на начальный штрих поверяемого подразделения штриховой меры (на чертеже не пока- зо заны), фотоприемники 7 и 8, смеситель, например, синхронный детектор 9, гальванометр 10, переключатель 11.

Поверка линейных мер осуществляется следующим образом.

По каналам связи передают эталонную частоту, эквивалентную эталонному размеру. В пункте приема эталонную частоту с помощью синтезатора 2 частот перестраивают и перестроенной частотой поверяют опорную частоту. Далее поверенной частотой, используя модулятор 3 света, модулируют

40 световой поток генератора 4. Модулированное излучение с помощью полупрозрачного зеркала 5 делят на две равные по интенсивности части, одну из которых направляют на зеркало 6, а другую — на фотоприемник 7.

Часть отраженного от зеркала 6 излучения полупрозрачным зеркалом 5 направляют на фотоприемник 8. Выходные сигналы фотоприемников 7 и 8 подают на вход синхронного детектора 9, осуществляющего перемножения сигналов, соответствующих модулированным световым. потокам, отраженным от ограничивающих поверяемую линейную меру поверхностей, с опорными сигналами той нее частоты. Очевидно, что эти сигналы будут сдвинуты по фазе по отношению друг к другу на величину, определяемую разностью путей 1, проходимых соответствующими световыми пучками, где 1 — величина начальной длины. Из сигнала на выходе детектора

Поскольку в ряде случаев фазовые задержки частотно;зависимы, то для компенсации вносимых ими погрешностей, каждую из частот f и fg определяют как среднюю арифметическую из двух измерений, что достигается при переключении входов смесителя 9 переключателем 11.

Таким образом, данный способ дает возможность использовать более низкие рабочие частоты и применить узкополосные усилители, что снижает уровень флюктуационных шумов, а также позволяет компенсировать погрешности фазовых задержек. При этом точность поверки выше, а диапазон измерений существенно расширился в сторону малых длин.

Способ дистанционной поверки линейных мер, заключающийся в том, что опорную частоту периодически поверяюг по образцовой частоте, передаваемой по каналам связи и перестраиваемой с помощью синтезатора частот, поверенной частотой модулируют световой поток, который направляют на отражающие поверхности, ограничивающие линейную меру, изменяют модулирующую частоту и сравнивают ее период с фазовым сдвигом между световыми потоками, отраженными от ограничиьающих линейную меру поверхностей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности поверки и расширения диапазона измерений в сторону малых длин, . 838334

Составитель П. Юров

Редактор К. Воло@ук Техред А. Бойкас Корректор Н. Бабинец

Заказ 4403 55 Тираж 642 Подписное

ВВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 осуществляют поочередно перемножение электрических сигналов, соответствующих модулированным световым потокам, отражечным от ограничивающих поверяемую линейную меру поверхностей, с опорными сигналами той же частоты, изменяют в каждом случае модулирующую частоту до момента равенства ее периода учетверенному фазовому сдвигу между основным и опорным сигналами, о чем судят по равенству нулю постоянной составляющей смешанно- 10 го сигнала, а эквивалентную поверяемой линейной мере частоту, по которой судят о размере меры, определяют по двум найденным частотам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 455239, кл. G Ol В 19/36, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2376930/28, кл. G 01 В 19/36, 1979 (прототип).