Интерференционное устройство измерениялинейных и угловых перемещений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 2/1179 (21) 2840523/25-28 (51)М. Кл. с присоединением заявки М— (23) ПриоритетG 01 B 9/00

Государствеииый комитет

СССР по делам июбретеиий, и открытий

Опубликовано 070881, бюллетень Йо 29

Дата опубликования описания 0708.81 (53) УДК5З1. 14 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A.À. Щуренков и A.Â. Щуренков

Г ° (71) Заявитель (54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ

ЛИНЕЙНЫХ И УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля линейных и угловых перемещений.

Известно устройство измерения линейных и угловых перемещений с использованием механической модуляции потока излучения (1).

Недостатком устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является интерференционйое устройство измерения линейных и угловых перемещений, содержащее последовательно расположенные источник монохроматического излучения, акустический модулятор, светоделитель и отражатель, скрепляемый с фъектом, генератор фиксированной частоты, выход которого подключен к электрическому входу модулятора, фотоприемник и фаэометр, один иэ входов которого связан с выходом -генератора, а другой - c выходом фотоприемника t 21.

Однако такое устройство обладает недостаточной точностью измерения вследствие высокой его чувствительности к угловому положению светоделителя, приводящее не только к смещению регистрируемых и нтерференционных полос, но и к изменению ширины этих полос.

Цель .изобретения — повышение точности измерения., Это достигается тем, что устройство снабжено дополнительным отражателем, оптически связанным со светоделителем, расположенным от модулятора на расстоянии, обеспечивающем прохож-. дение через светоделитель нулевого и первого дифракционных порядков, двумя диафрагмами, установленными между светоделителем и каждым иэ отражателей, и амплитудной решеткой, выполненной с шагом, равным длине акустической волны в модуляторе, и расположенной между светоделителем и фотоприемником в плоскости, содержащей точку пересечения оптических осей нулевого и первого дифракционных порядков.

На чертеже изображена схема интерференционного устройства иэмерения линейных и угловых перемещений.

Устройство содержит источник 1 монохроматического излучения,на оптической оси которого находится под углом Брэгга акустооптический моду}

853378

4 лятор 2, возбуждаемый от генератора

3 фиксированной частоты, светоделитель 4 к отражатель 5, расположенный нормально к нулевому порядку дифракции,отражатель б, расположенный нор» малько к плюс первому порядку дифракции, отраженному от светоделителя 4, 5 амплитудную решетку 7, расположенную иа пути интерферирующих лучей,отраженных от отражателей 5 и б, и проходящую через точку пересечения оптических осей нулевого и первого дифракционных порядков, фотоприемник 8 на пути светового потока, прошедшего решетку 7, и цифровой фазометр 9, один кэ входов которого связан с выходом генератора 3 фиксированной частоты, а другой — с выходом фотоприемника 8.

Диафрагмы 10 и 11 служат для устранения в каждом плече интерферометра. нежелательных разноименных потоков дкфракции, не участвующих в процессе „Щ измерения. Мощность сигнала генератора 3 такова, что обеспечивает равное распределение интенсивностей нулевого и плюс первого световых порядков акустооптического модулятора.

Шаг решетки 7 равен длине акустической волны модулятора 2.

Устройство работает следующим образом.

Световое излучение источника 1, дифрагируя на акустической волне модулятора 2, разделяется на равные по интенсивности и смещенные по частоте на величину частоты ультразвука нулевой и плюс первый порядки дифракции, которые направляются соответственно к отражателям 5 и б. Отраженные от отражателей световые лучи интерферируют в плоскости амплитудной решетки 7 под углом Ф агеэ1в - . и образуют интерференцкоиную карти- 46 ну с пространственным периодом д

@-„- =А, равным длине акустической

% волны. Амплитудная решетка пропускает синфаэные по пространственной

Фазе участки интерференционной кар.- 45 тины так, что фотоприемнкк 8, стоящий на пути светового потока, прошедшего решетку 7, преобразует световой сигнал интерференционной картины в электрический Я + э

4@x где A - частота генератора 3, х— отнрсительное линейное перемещение отражателей 5 и б.

В процессе измерения цифровой фазометр 9 определяет разность фаз сигнала 0 и сигнала генератора U вinA t пропорциональную измеряемому перемещению.

При небольших угловых перемещениях светоделителя 4 шаг регистрируемых интерференционных полос остается практически неизменным, что повышает точность измерения.

Таким образом, введение дополнительного отражателя, двух диафрагм и амплитудной решетки, установленных вышеописанным образом, позволяет повысить точность измерения.

Формула изобретения

Интерференционное устройство измерения линейных и угловых перемещений, содержащее последовательно расдоложенные источник монохроматического излучения, акустооптический модулятор, светоделитель и отражатель, скрепляемый с объектом, генератор фиксированной частоты, выход которого подключен к электрическому входу модулятора, Фотоприемник и фазометр, один из входов которого связан с выходом генератора, а другой — с выходом фотоприемника, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено дополнительным отражателем, оптически связанным со светоделителем, расположенным от модулятора на расстоянии, обеспечивающем прохождение через светоделитель нулевого и плюс первого дифракционных порядков, двумя диафрагмами, установленными между светоделителем и каждым иэ отражателей, и амплитудной решеткой, выполненной с шагом, равным длине акустической волны в модуляторе, и расположенной между светоделителем и Фотоприемником в плоскости, содержащей точку пересечения оптических осей нулевого и плюс первого дифракционных порядков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Преснухин Л.H. и др. Фотоэлектрические преобразователИ информации.

« М.: Машиностроение, 1974, с. 203207.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 408145, кл.-. 6 01 В 19/56, 1973 (прототип).

853378

Составитель Б. Потапов

Редактор С. Суркова Техред С. Мигунова Корректор Л. 5ван, Эакаэ 5617/12 тираи 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уигород, ул, Проектная, 4