Способ измерения числа интерференционных полос и устройство для его осуществления

 

О П И С А Н И Е ()964439

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Респубпии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 04. 01. 81(2l) 323455у40-22 (51)M. Кл. а о1 в 11/14 с присоединением заявки №3Ъауларстиааый кюмитвт.

СССР аа двим аэабретений и юткрытнй (23) Приоритет (53) УДК 535 4» (088.8) Опубликовано 07.10.82 ° Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 07 .

В. М. Малышев и А. А. Захаров (72) Авторы изобретения (!

t (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧИСЛА ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ

ПОЛОС И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения числа интерференционных полос в измерителях перемещений, основанных на интерференционном методе.

Известен способ реверсивного счета интерференционных полос в измерителях перемещений, .в котором с по-; мощью двух фотоприемников преобразуют световые сигналы в электрические, формируют счетные импульсы, которые подаются на входы сумМирования или вычитания цифрового реверсивного счетчика в зависимости от фазовых со-

15 отношений. между сигналами с выходов фотоприемников Г1 ).

Недостатком этого способа является зависимость точности счета от. внешних воздействий, например от ро температуры и вибраций.

Наиболее близким по технической сущности к. предлагаемому является способ измерения числа интерферен"

2 ционных полос, включающий сдвиг интерференционной картины за счет изменения оптической длины одного из плеч интерферометра, преобразование движущейся интерференционной картины в электрический сигнал и анализ полученного сигнала f? 1.

Способ осуществляется устройством для измерения числа интерференционных полос, содержащим фотоприемник, модулятор и счетную схему с ре версивным счетчиком (3 3.

Недостатком способа является малая точность измерения числа интерференционных полос.

Цель изобретения - увеличение точности измерения числа интерферен" ционных .полос, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения числа интерФеренционных полос, включающему сдвиг интерференционной картины за счет изменения оптической длины одного из плеч интерферо964439

40 метра, преобразование движущейся интерференционной картины в электрический сигнал и анализ полученного сигнала, устанавливают пороговый уровень напряжения, при достижении электрическим сигналом порогового уровня напряжения формируют два сдвинутых во времени импульса, с помощью первого импульса дополнительно сдвигают интерференционную картину для определения знака изменения элек трического сигнала, а второй импульс суммируют с результатом счета импульсов с учетом знака изменения электрического сигнала.

iS

Способ реализуется устройством для измерения числа интерференционных полос, содержащим фотоприемник, модулятор и счетную схему с реверсивным счетчиком, в котором в счетную схему введены .пороговый формирователь перепада напря>кения, два формирователя импульсов и коммутатор, причем вход формирователя перепада напряжения соединен с выходом фотоприемника, а выход через коммутатор — с входами обоих формирователей импульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с модуляторо>, а выход второго формирователя импульсов через коммутатор - с входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика.

На фиг. 1 представлена схема включения счетного устройства в интерферометр; на Фиг. 2 — функциональная

35 схема устройства для реализации способа реверсивного счета интерферен.ционных полос

Схема состоит из полупрозрачного зеркала 1, зеркал 2 и 3, образующих плечи интерферометра, модулятора 4, лазера 5, фотоприемника 6, реверсивного. счетчика 7 и счетной схемы .8.

Устройство содержит фотоприем45 ник 6, пороговый формирователь 9 перепада напряжения, усилитель 1О мощности, модулятор 4, коммутатор 11, который включает в себя триггер типа DV 12, триггер типа 0 19, логические элементы типа 3И-НЕ 14 и 15g

50 а также формирователи 16 и 17 импуль-. сов и реверсивный счетчик 7.

Устройство работает следующим образом. . Фотоприемник 6 преобразует движущуюся интерференционную картину в электрический сигнал. Полученный сиг» нал поступает на вход порогового формирователя 9 перепада напряжений, который в момент достижения сигналои пороговой величины формирует положительный или отрицательный перепад напряжения, поступающий в коммутатор 11 на входы 0 триггеров 12 и 13.

В исхо„ном состоянии устройства на инверсных выходах формирователей 16 и 17 импульсов — логическая единица, а на прямом выходе - логический нуль.

Поэтому триггер 12 повторяет состояние входа D на прямом выходе, а триггер 13 в это время закрыт. Переключением триггера 12 последовательно запускаются формирователи 16 и 17 импульсов, которые вырабатывают два последовательных импульса. Первый импульс поступает через усилитель 10 на модулятор 4, что приводит к сдвигу интерференционной картины на 1/4 ширины полосы и возврату ее обратно при снятии импульсного напряжения.

При этом сдвиг интерференционной картины приводит к скачкообразному изменению перепада напряжения на выходе порогового формирователя 9 перепада, напряжения, положительному или отрицательному, в зависимости от направления движения полос. В это же время на тактирующий вход триггера 12 поступает логический нуль, а на тактирующий вход триггера 13 логическая единица. Поэтому второй перепад напряжения фиксируется триггером 13. С формирователя 17 импульсов в зависимости от состояния триггеров 12 и 13 поступает второй импульс через логические элементы типа 3И-HE 14 и 15, входящие в состав коммутатора 11, íà соответствующий вход суммирования или вычитания цифрового реверсивного счетчика 7. По- сле второго импульса система вновь готова для счета.

Таким образом, предлагаемый спосо6 позволяет увеличить точность измерения числа интерференционных полос за счет считывания каждой полосы.

Формула изобретения

1. Способ измерения числа интерференционных полос, включающий сдвиг интерференционной картины за счет изменения оптической длины одного из плеч интерферометра, преобразование движущейся интерференционной

96443 картины в электрический сигнал и анализ полученного сигнала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности измерения числа интерференционных полос, устанавливают пороговый уровень напряжения, при достижении электрическим сигналом порогового уровня напряжения формируют два сдвинутых во времени импульса, с помощью первого импульса дополнительно сдвигают интерференционную картину для определения знака изменения электрического. сигнала, а второй импульс суммируют с результатом. счета импульсов с учетом зна- 15 ка изменения электрического сигнала.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее фотоприем- ник, модулятор и счетную схему с. реверсивным счетчиком, о т л и ч а ю- 20 щ е е с я тем, что в счетную схему

9 6 введены пороговый формирователь перепада напряжения, два формирователя импульсов и коммутатор, причем вход формирователя перепада напряжения соединен с выходосл фотоприемника, а выход через, коммутатор - с входами обоих формирователей импульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с модулятором, а выход второго формирователя импульсов через коммутатор - с входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США И 34093751 кл. 356-106, 1968.

2, Приборы для научных исследований, 1973, N 2, с. 82.

3. Труды ВНИИИ. Вып. 101 (151), с 69-76.

964439

pie. E

Составитель 6. Горохов

Редактор Т. Лопатина Техреду С.Мигунова Корректор A««

Заказ 7611/19 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб,, д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4