Акустооптическое устройство для измерения отклонений от прямолинейности

Акустооптическое устройство для измерения отклонений от прямолинейности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля отклонений формы, направляющих станков и измерительных приборов. Целью изобретения является повьшение точности измерения отклонений от прямолинейности. Поперечное смещение измерительной каретки 5, снабженной триппель-призмой 4, вызывает поперечное смещение прошедшего через светоделительный блок 3 моно- .хроматического излучения по апертуре акустооптического модулятора 7, что приводит к пропорциональному величине смещения изменению фазы электрического сигнала фотоприемника 1I. Фазовый сдвиг электрического сигнала фотоприемника 11 измеряется электронной схемой относительно сигнала электронного генератора 9, выход которого связан с электрическим входом акустооптического модулятора 7. 2 ил. 2 S О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ив 80 а> 1 464

Д11 4 С 01 В 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4279869/24-28 (22) 07.07.87 (46) 07 ° 03.89, Бюл,11 9 (71) Московский станкоинструментальный институт (72) В.И.Телешевский, С.А.Игнатов и Н.А.Яковлев (53) 531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 280877, кл. G 01 В 11/00, 1970.

1 (54) АКУСТООПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ-

ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля отклонений формы. направляющих станков и измерительных приборов. Целью изобретения является повышение точности измерения отклонений от прямолинейности. Поперечное смещение измерительной каретки 5, снабженной триппель-призмой 4, вызывает поперечное смещение прошедшего через светоделительный блок 3 моно.хроматического излучения по апертуре акустооптического модулятора 7, что приводит к пропорциональному величине смещения изменению фазы электрического сигнала фотоприемника 11. Фазовый сдвиг электрического сигнала фотоприемника 11 измеряется электронной схемой относительно сигнала электронного генератора 9, выход которого связан с электрическим входом акусто- оптического модулятора 7. 2 ил.

1464037

Изобретение относится к измерительной технике, и может быть использовано для контроля отклонений формы направлявших станков и измерительных приборов.

Цель изобретения - повышение точности достигается за счет устранения погрешностей, связанных с нестабильностью параметров источника когерен- 10 ного излучения и фотоизменения путем использования зависимости фазы сигнала от положения триппель-призмы.

На фиг.1 изображена блок-схема акустооптического устройства для 15 измерения отклонения от прямолинейности; на фиг.2 - схема светоделительного блока, Устройство содержит источник 1 монохроматического излучения, коллима.20 тор 2, светоделительный блок 3 с триппель-призмой 4, измерительную каретку 5, диафрагму 6, акустооптический модулятор 7 с излучателем 8 ультразвуковых волн, генератор 9, щелевую диафрагму 10, фотоприемник

11, резонансный усилитель 12, нормирующий преобразователь 13 и блок 14 индикации, светоделительный .блок 3 содержит также светоделительный 30 куб 15, оптический клин 16 и две триппель-призмы 17, Излучение монохроматического источника 1, коллимированного коллиматором

2, разделяется на два пучка в светоделительном блоке 3, которые направляются на триппель-призму 4, Отразившись от триппель-призмы 4, оба пучка через ограйичительную диафрагму 6 попадают на акустооптический модуля- 40 тор 7. Электронный генератор 9 и излучатель 8 ультразвуковых волн создают в прозрачной среде акустооптического модулятора движущуюся с постоянной скоростью периодическую структуру, 45

Падающие на акустооптический модулятор 7 световые пучки пересекаются в плоскости распространения периодической структуры под углом, обеспечивающим пространственное совмещение

50 дифракционных порядков этих световых пучков на выходе акустооптиче ского модулятора таким образом, что алгебраическая разность частот совмещенных дифракционных порядков равна частоте периодической структуре. Интерферируксцие порядки дифракпионных спектров фокусируют оптической системой с щелевой диафрагмой 10 на фотоприемник 11.

Оптическое гетеродинирование на плоскости фотоприема двух разночастотных излучений приводит к появлению на выходе фотоприемника электрического измерительного сигнала U () на частоте, равной разности взаимодействующих оптических частот где U — амплитуда напряжения выходо ного электрического сигнала;

f — частота возбуждения периодио ческой структуры;

- начальная фаза электричесчо кого сигнала.

Электрический сигнал фотопреобразователя U»< (t) поступает на резонансный усилитель 12, после которого вместе с опорным сигналом электронного генератора 9 через нормирующий преобразователь 13 подается в блок

14 индикации „представляющий информацию о фазовом сдвиге электрических сигналов в цифровом виде. В качестве электронного генер атора, резопансного усилителя, нормирующего преобразователя и блока индикации используются соответствующие узлы и блоки отечественного лазерного измерителя перемещений ИПЛ-10M. 52, Светоделительный блок (фиг. 2) содержит светоделительный куб 15 для разделения падающего монохроматического излучения на два пучка Е< и Е, оптический клин 16, отклоняющий пучок

Е z на угол сс, обеспечивающий пространственное совмещение порядков этих световых пучков на выходе акустооптического модулятора и две триппельпризмы 1,7„ совмещающие световые пучки

Е и Ez на апертуре акустооптического ( модулятор а, Светоделительный блок 3 работает следующим образом, В процессе измерения отклонений от прямолинейности измерительная каретка 5 прокатывается по исследуемой поверхности и в местах отклонений от прямолинейности смещается вверхвниз вместе с триппель-призмой 4 (фиг.1). При этом возникает поперечное смещение световых пучков Е< и

Е и диафрагма 6 выделяет на акустооптический модулятор 7 смещающуюся интерференционную картину, Фазовый сдвиг световых волн с „, возникающий при поперечном смещ .нии световых пучков по апертуре акy . †.ооптического

Формул а изобретения

Фазовый сдвиг световых волн A(p передается в спектр электрического сигнала в результате оптического гетеродинирования, фиг. 2

Составитель В, Чулков

Техред Л.Сердюкова Корректор A.06ÐÓ sÐ

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 814/45 Тираж Ь83 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 3035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 з 14640 модулятора пропорционален величине их смещения х:

2«sinoL сь Ьхв

5 где — угол между световыми лучами

Е< и Е, ф — длина волны излучения моно. хроматического источника; д х - поперечное смещение световых пучков Е„и Е, равное удво ° енной величине смещения триппель-призмы 4.

1 э« = U,sin2«(f t + qо +ayýè)з,20 где hq — фазовый сдвиг электриэиз ческого измерительного сигнала, равный фазовому 25 сдвигу световых волн Ч сь

Таким образом, поперечное смещение измерительной каретки преобразуется в пропорциональное изменение фазы 30 электрического измерительного сигнала.

Акустооптическое устройство для измерения отклонений DT прямолинейности > содержащее источник монохроматического излучения, установленные последовательно по ходу светового луча измерительную каретку с отража телем, акустооптический модулятор и фотоприемник, электронную схему, первый вход которой соединен с выходом фотоприемника, генератор, выход которого соединен с входом акустооптического модулятора и вторым входом электронной схемы, .и блок индикации, подключенный к выходу электронной схемы, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено светоделительным блоком, установленным между источником монохроматического излучения и измерительной кареткой и предназначенным для разделения светового луча на два световых пучка, направленных под углом друг к другу, равным или кратным углу дифракции монохроматического излучения, и щелевой диафрагмой, установленной между акустооптическим модулятором и фотоприемником, а отражатель выполнен в виде триппельпризмы,