Интерференционный измеритель перемещений
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых перемещений достигается путем введения регулируемого светораспределителя. Излучение лазера 1 делится светоделителем 2 на два луча - референтный и измерительный, направляемый на объект, интенсивность которых в месте их интерференции поддерживается одинаковой регулируемым светораспределителем 10 в зависимости от перемещений объекта. Блок 9 управления перемещением подает сигнал, регулирующий прозрачность светораспределителя 10. Фотоприемник 5 преобразует световое излучение в электрический сигнал, по которому счетчик 7 производит счет числа интерференционных полос пропорционально перемещению. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ.
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (д11 4 С 01 В 21/00
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .. ;. " """,„1
H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ
ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— расширение диапазона измеряемых перемещений — достигается путем введе(21) 4294213/24-28 (22) 07.08.87 (46) 23.05.89. Бюл. N- 19 (72) В.Е.Привалов (53) 531.7.717 (088.8) (56) Коронкевич В,П,, Ханов В,А.
Современные лазерные интерферометры. — Новосибирск: Наука, 1985, с. 11, „„SU„„1481597 А 1 ния регулируемого светораспределителя. Излучение лазера 1 делится светоделителем 2 на два луча — референтный и измерительный, направляемый на объект, интенсивность которых в месте их интерференции поддерживается одинаковой регулируемым светораспределителем 10 в зависимости от перемещений объекта. Блок 9 управления перемещением подает сигнал. регулирующий прозрачность светораспределителя 10. Фотоприемник 5 образует световое излучение в электрический сигнал, по которому счетчик 7 производит счет числа интерференционных полос пропорционально перемещению. 1 ил.
1481597
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при измерении перемещений.
Цель изобретения — расширение дианазона измеряемых перемещений путем введения регулируемого светораспределителя.
На чертеже изображена блок-схема интерференционного измерителя перемещений.
Измеритель содержит стабилизированный по частоте лазер 1, оптически связанные с ним светоделитель 2, измерительный уголковый отражатель 3, референтный уголковый отражатель 4, фотоприемник 5 и последовательно подключенные к нему усилитель 6 и счет" чик 7 интерференционных полос, ка- 20 ретку 8, на которой расположен измерительный отражатель 3, блок 9 управ. ления, электрически связанный с кареткой 8, и регулируемый светораспределитель 10, расположенный в све- 25 тоделителе 2, в месте расщепления луча лазера на референтный и измерительный лучи. Регулируемый светораспределитель 10 представляет собой оптический элемент с электрическим регулируемым соотношением пропускания и отражения падающего на него луча.
Измеритель работает следующим образом.
Излучение стабилизированного лазера 1 делится светоделителем 2 в месте расположения светораспределителя 10 на референтный луч, распространяющийся к референтному отражате- лю 4 ° и измерительный луч, распрост- 40 раняющийся к измерительному отражателю 3, перемещение которого измеряется. Отразившись от указанных отражателей, они соединяются в светоделителе 2 и, интерферируя, попадают 45 на фотоприемник 5. С помощью последовательно соединенных усилителя 6 и счетчика 7 полос подсчитывают число интерференционных полос, прошедших через приемную площадку фотоприемника 5 при перемещении измерительного отражателя 3, а величину перемещения определяют из выражения
L -N
2
5S где % — длина волны излучения лазера в воздухе;
N - число полос.
Перемещение отражателя 3 осуществляется кареткой 8, управляемой блоком 9. В светоделителе 2 в месте расщепления лучей лазера 1 на референтный и измерительный лучи размещен регулируемый светораспределитель
10, электрически связанный с блоком
9, управляющим перемещением каретки 8. Светораспределителем 10 является оптический элемент с регулируемыми электрическим сигналом от блока 9 оптическими характеристиками.
Поскольку контраст интерференционных полос максимален при равенстве интенсивностей обоих лучей на фотоприемнике 5, регулятор обеспечивает поддержание этого равенства: по мере увеличения расстояния отражателя
3 от светоделителя 2 блок 9, управляющий перемещением каретки 8 с отражателем 3, вырабатывает электрический сигнал, увеличивающий прозрачность светораспределителя 10. В результате интенсивности референтного и измерительного лучей перераспределяются так, что между ними на фотоприемнике 5 подцерживается примерное равенство. Поскольку законы изменения перемещения и изменения интенсивностей известны заранее, то управление осуществляется без обратной связи по интенсивности (например, по заранее заложенной в блок 9 программе), следующей из выражения . А(1.) - A 2 где А(1.) — интенсивности полезного сигнала на фотоприемнике. для произвольного L u при L равном длине референтного плеча; и 2
С = — 8 L (9 — расходимость иэлуф чения).
Расходимость излучения можно уменьшить коллиматором. При увеличении расстояния L светораспределитель 10 увеличивает долю проходящего луча и тем самйм обеспечивает равенство интенсивностей обоих лучей на фотоприемнике. В качестве регулируемого светораспределителя могут использоваться различные оптические элементы с регулируемыми электрическими сигнала ми, оптическими характеристиками. электрооптические ячейки, электрохромные ячейки и др.
1481597,Составитель О. Несова
ТехРеД М.Ходанич Корректор Г. Джула
Редактор Н. Бобкова
Заказ 2675/41 Тираж 684 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101
Использование светораспределителя 10 в светоделителе 2 позволяет, перераспределяя интенсивность излучения между референтными и измерительВ ными лучами, увеличить допустимую длину измерительного плеча, а значит и величину измеряемого перемещения.
Формула изобретения 10
Интерференционный измеритель перемещений, содержащий лазер, оптически связанный с ним светоделитель для разделения светового потока на опор- 1б ный и измерительный световые потоки, первый уголковый отражатель, установленный по ходу опорного светового потока, второй уголковый отражатель, установленный по ходу измерительного 20 светового потока и связываемый с объектом, фотоприемник, установленный в плоскости анализа интерференционной картины, образованной опорным и измерительным световыми потоками, последовательно соединенные усилитель и счетчик интерференционных полос, блок управления перемещением, выход фотоприемника связан с входом усилителя, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых перемещений, он снабжен регулируемым светораспределителем, расположенным на отражающей поверхности светоделителя в месте разделения светового потока на опорный и измерительный световые потоки, регулируемый светораспределитель электрически связан с блоком управления.