Интерференционный способ измерения перемещений

Интерференционный способ измерения перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для геодезических интерференционных измерений расстояния. Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерения за счет совмеш.ения чувствительной плоскости приемного блока с объектом. Для этого поток излучения выполняют в виде нескольких световых пучков, формируют интерференционную картину в -зоне нахождения объекта путем изменения фаз световых пучков до получения минимального значения амплитуды пространственной гармоники , а контролируемый параметр определяют по значениям разностей фаз световых пучков . 2 ил. t 00 СП О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1278576 (50 4 G 01 C 3 00

ЗСР"..%6З я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3832379/24-10 (22) 27. 12.84 (46) 23.12.86. Бюл. № 47 (71) Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков и Московский ордена Трудового Красного

Знамени автомобильно-дорожный институт (72) Ю. В. Найдин, Б. М. Потапов, Г. Н. Плотницкий и В. А. Воробьев (53) 528.482:69.058.2 (088.8) (56) Кондрашков А. А., Интерференция света и ее применение в геодезии.— М.:

Геодезиздат, 1956.

Коломийцов Ю. В. Интерферометры.—

М.: Машиностроение, 1976, с. 52 — 58. (54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ СПОСОБ

ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение может быть использовано для геодезических интерференционных измерений расстояния. Цель изобретения— повышение достоверности результатов измерения за счет совмещения чувствительной плоскости приемного блока с объектом. Для этого поток излучения выполняют в виде нескольких световых пучков, формируют интерференционную картину в зоне нахождения объекта путем изменения фаз световых пучков до получения минимального значения амплитуды пространственной гармоники, а контролируемый параметр определяют по значениям разностей фаз световых пучков. 2 ил.

1278576

icos (Ztg2 —

2 Я

20 откуда

+Ч Р )

Формула изобретения

+ (о lP l ) q (2) Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для геодезических интерференционных измерений расстояния, а также в станкостроении для контроля положения подвижных органов в стенках с ЧПУ.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов измерения за счет совмещения чувствительной плоскости приемного блока с объектом.

На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — график распределения амплитуды интерференционной картины в направлении распространения света.

Устройство содержит источник 1 света, формирующий световой поток 2 и последовательно расположенные по ходу распространения света светоделитель 3, образующий набор отделенных один от другого пучков, блок 4 компенсаторов фазы, перестраиваемых блоком 4, формирователь 6, формирующий набор световых пучков с заданной угловой ориентацией один относительно другого, фотоприемный блок 7 и блок 8 регистрации и индикации, один из входов которого связан с выходом блока 4.

В качестве примера рассматривают интерференцию трех плоских световых пучков, один из которых — центральный — распространяется вдоль направления измерения, а два других — боковых — составляют углы +-а соответственно.

Интерференция центрального пучка с каждым из боковых приводит к созданию в плоскости, перпендикулярной направлению измерения, синусоидальных полос с пространственным шагом Л, где Л опрелеляется из соотношенияЛ= —. (Х вЂ” длина свеэ1па товой волны). Полосы, образованные интерференцией боковых пучков между собой, имеют в два раза меньший пространственный период (Л/2), могут быть легко отфильтрованы и в дальнейшем анализе не рассматриваются. Если направить ось Z no направлению перемещения, а ось Х так, что направления распространения боковых пучков лежат в плоскости X„Z, то интенсивность интерференционных полос описывается выражениями (Х, 7) = 2E„Eicos (— (Х+ gtg < +

1>(Х, 3) = 2Е„Е leos (— „ (Х вЂ” Ъд — )+ где Е„, Еь Е l, (po, (pn р — амплитуды и начальные фазы центрального и боковых световых пучков соответственно.

Положив для простоты E,= El== Е и

@/) Ii(X 4 + Iz(X Z) = g Eicos(х)Х

Из формулы (3) следует, что амплитуда интенсивности интерференционной картины периодически изменяется с изменением Z, а положение экстремальных точек (с нулевым значением I (Х, Z) однозначно определяется при фиксированном значении а разностью фаз <у между пучками. Из выражения (3) получают выражение для Z, определяющего положение ближайшей к формирователю 6 экстремальной точки: ((p+ и/2)Л (у) (Л

Из формулы (4) следует, что значение

Z пропорционально измеряемой разности фаз Ь <р.

Использование большего, чем три числа пучков в наборе позволяет получить более резко выраженные экстремальные точки.

Зависимость амплитуды интенсивности

I(X, Z) от Z при фиксированном значении с (фиг. 2) изображена для двух значений: кривая 1 соответствует р= О, кривая II — ЬУ= —2

Для перемещения оптической неоднородности на величину Z== — требуется изме3 нение разности фаз пучков на значение р= л.

Таким образом, изобретение дает возможность осуществлять абсолютные измерения в диапазоне от Z = О до Z.=, что

З повышает достоверность результатов.

Для измерения перемещений больших

45 р, — необходимо дополнительно фиксировать

Л число N экстремальных значений сигнала, возникающих при перемещении подвижного органа, а значение Z определять в соответствии с выражением

5G 2 (z= м-> + к (z<+ < )

Л Л

Интерференционный способ измерения перемещений заключащийся в том, что формируют поток оптического излучения, направляют его на объект, формируют интер1278576

Составитель Т. Древновская

Редактор М. Бланар Текред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 6818/34 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нзобретеннй н открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ференционную картину и определяют контролируемый параметр, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерения за счет освещения чувствительной плоскости приемного блока с объектом, поток излучения выполняют в виде нескольких световых пучков, формируют интерференционную картину в зоне нахождения объекта путем изменения фаз световых пучков до получения минимального значения амплитуды пространственной гармоники, а контролируемый параметр определяют по значениям разностей фаз световых пучков.