Устройство для измерения длин

Устройство для измерения длин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение достоверности и производительности измерений за счет одновременного измерения по нескольким длинам волн излучения. Устройство, содержащее интерферометр 2 и идентичные каналы с узкополосными интерференционными фильтрами 4 по числу длин волн излучения, генератор 8 пилообразного напряжения и дискриминатор 1t нулевого уровня в каналах, позволяет одновременно регистрировать излучения с различными длинатуи волн, а тарсже благодаря наличию запоминающих элементов я селектора-мультиплексора для считьгвания сигналов, проводить одновременно измерение дробных ча:стей для различных длин волн компенсационньш модуляционным методом.. 2 ил. сл с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5 f) 4 G 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /"

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3791658/24-28 (22) 1.8. 09. 84 (46) 23.09.86. Бюл. Ó 35 (72) Л.Н. Бутенко, О.В. Любомудров и И.Ш. Эцин (53) 531. 71(088.8) (56) Измерительная техника, 1974, У 7, с. 83. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИН (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение достоверности и производительности измерений за счет одновременного измерения по нескольким длинам волн излучения.

„„SU„, 1259111 А 1

Устройство, содержащее интерферометр

2 и идентичные каналы с узкополосными интерференционными фильтрами

4 по числу длин волн излучения, генератор 8 пилообразного напряжения и дискриминатор 11 нулевого уровня в каналах, позволяет одновременно регистрировать излучения с различными длинами волн, а также благодаря наличию запоминающих элементов и селектора-мультиплексора для считывания сигналов, проводить одновременно измерение дробных частей для различных длин волн компенсационным модуляционным методом.. 2 ил.

1259111 2

АЦП 14, подключенного к вычислительному блоку 15. (Изобретение относится к измерительной технике, в частности к интерферометрам, предназначенным для поверки лазерных измерителей перемещений, прецизионных измерений длины 5 в приборостроении, машиностроении, экспериментальной физике.

Целью изобретения является повышение достоверности и производитель. ности измерений за счет одновременного измерения по нескольким длинам волн излучений. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения длин, на фиг. 2 — временные зависимости сиг- 15 налов элементов схемы.

Устройство для измерения длин со; держит источник 1 монохроматических излучений, например частотно-стабилизированный многоволновой лазер, 20 интерферометр 2 (например, Майкельсона), светоделительную оптическую систему.3 и узкополосные интерференционные фильтры 4, расположенные на выходе интерферометра 2, пьезокерамический элемент 5, жестко связанный с отражателем 6 опорной ветви интерферометра 2, генератор 7 синусоидальных сигналов,.генератор 8 пилообразного напряжения, измеритель- M ные каналы, каждый из которых состоит из фотоприемника 9 расположенного на выходе интерферсметра, узкополосного усилителя 10 с синхронным детектором на выходе, дискриминатора

1 1 нулевого уровня, соединенного с выходом синхронного детектора, и аналогового запоминающего элемента

12, селектор-мультиплексор 13, аналого-цифровой преобразователь 40 (АЦП) 14, вычислительный блок 15.

Пьезоэлемент 5 соединен с выходом генератора 7 и аналоговым выходом генератора 8. Кроме того, аналоговый выход генератора 8 соединен с сигнальными входами запоминающих элементов 12, а цифровой выход генератора 8 — с управляющими входами селектора-мультиплексора 10. Генератор 50

7 подключен также к управляющим входам синхронных детекторов усилителей 10. Управляющие входы запоминаюших элементов 12 соединены с выходами дискриминаторов ll нулевого 55 уровня, выходы - с сигнальными входами селектора-мультиплексора 13, выход которого соединен с входом

Устройство работает следующим образом.

На пьезоэлемент 5 поступает от генератора 7 переменное напряжение с частотой, превышающей по крайней мере на порядок частоту пилообразного напряжения, вследствие чего осуществляется модуляция разности хода.

На пьезоэлемент 5.поступает также пилообразное напряжение (фиг.2, график Ц ) от генератора 8, вызывающее смещение отражателя 6, например, в сторону уменьшения разности кода, причем максимальное смещение несколько превышает половину наибольшей длины волны. Напряжения на выходах син- . хронных детекторов (фиг. 2 графики

lJ 04 ) при этом изменяется по синусойдальному закону с периодами, пропорциональными длинам волн. В моменты времени, когда измеряемая длина кратна половинам длин, в дискриминаторах 11 нулевого уровня формируются импульсы (фиг. 2, граю t 1 фики и О ), управляющие запоминающими элементами 12. В указанные моменты значения пилообразного напряжения 0,„,,;, U,„çàïîминаются в соответствующем запоминающем элементе 12. Во время обрат,ного хода пилообразного напряжения с помощью селектора-мультиплексора

13, управляемого сигналами с цифрового выхода генератора 8, производится считывание сигналов запоминающих элементов. При этом сигналы

Ц U 2н 1)3n и 146 последовательно поступают на АЦП 14. Сигналы с выхода АЦП в заданной последовательности поступают в вычислительный блоу g5. Предварительно в вычислительный блок вводятся значения длин волн, напряжений 0 р y U y 0 р„ и U 4 при которых пьезоэлемент смещает отражатель на половину соответствующей длины волны, а также ориентировочное значение измеряемого расстояния. В вычислительном блоке производится вычисление измеряемого расстояния с помощью метода совпадения дробных. частей. Дробные части порядков интерференции вычисляют по формуле Е; = 0;„ / Ор,, где 1 — номер излучения.

1259

Составитель Е.Глазкова

Техред И.Попович

Редактор И.Шулла

Заказ 5112/39

КорректорЛ.Патай

Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,. r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Устройство для измерения длин, содержащее источник монохроматических излучений, интерферометр, пьезоэлемент, связанный с отражателем опорной ветви интерферометра, измерительный канал, состоящий из соединенных последовательно фотоприемников и узкополосного усилителя с синхронным детектором, генератор синусоидальных сигналов, подключенный к пьезоэлементу, и вычислительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения достовер- 15 ности и производительности измерений, оно снабжено светоделительной оптической системой, расположенной на выходе интерферометра, дополнительными измерительными каналами, каждый 20 из которых состоит из фотоприемника, узкополосного усилителя с синхронным детектором, подключенного к его выходу, дискриминатора нулевого уровня, соединенного с выходом синхронного детектора узкополосного усилителя, и аналогового запоминаю" щего элемента, управляющий вход которого соединен с выходом дискриминатора нулевого уровня, соединенны- ЗО ми последовательно селектором-муль111 4 типлексором и аналого-цифровым пре- образователем, подключенным к вычислительному блоку, генератором пилообразного напряжения,узкополосными интерференционными филЬтрами,-. установленными перед соответствующими фотоприемниками измерительных каналов, число фильтров и измерительных каналов равно числу длин волн. источника монохроматических излучений, первый измерительный канал снабжен дискриминатором нулевого уровня, соединенным с синхронным детектором узкополосного усилителя, и аналоговым запоминающим элементом, управляющий вход которого соединен с выходом дискриминатора, аналоговый выход генератора пилообразного напря-., жения соединен с вторым входом -. пьезоэлемента и с сигнальными входами аналоговых запоминающих. элементов измерительных каналов, сигнальные входы селектора-мультиплексора соединены с выходами аналоговых запоминающих элементов измерительных каналов, а управляющие входы - с цифровыми выходами генератора пилообраэ- . ного напряжения, генератор синусоидальных сигналов подключен к входам синхронных детекторов узкополосных . усилителей каналов.