Устройство для измерения сдвига ахроматической полосы в интерферометре

Устройство для измерения сдвига ахроматической полосы в интерферометре

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение надежности измерений при изменении мощности потока излучения, падающего на фотоприемник. Интерферометр 1 формирует ахроматическую полосу, которая сканирует относительно фотоприемника 3 и перемещается при перемещении объекта, связанного с интерферометром. Сканирование ахроматической полосы задается генератором 25 линейно нарастающего напряжения и реализуется с помощью модулятора 6 оптической разности хода. По первому максимуму электрического сигнала, снимаемого с фотоприемника 9, формируется временной интервал с помощью компаратора 11 и формирователя 12. Временной интервал с помощью элемента И 13 и генератора 17 заполняется импульсами, которые запускают аналого-цифровой преобразователь 10. Временной интервал с начала сканирования преобразуется счетчиком 18 в код, который переписывается в регистр 16 по сигналам управления, формируемым схемой 14 сравнения. Последний импульс, формируемый схемой 14 сравнения, сравнивающей входные коды и коды, заполненные в регистре 15, формируется в момент прохождения центрального максимума ахроматической полосы. Заполненное в регистре 16 максимальное значение кода регистрируется регистратором 19 по окончанию цикла сканирования. Формирователь 26 формирует импульс сброса регистров и счетчика. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (S>)S С 01 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4439674/24-28 (22) 13.06.88 (46) 23.03.90. Бюл. F 11 (72) Ю.В. Мищенко и Б.С. Ринкевичюс (53) 531.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 972210, кл . С 01 В 9/02, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СДВИГА

АХРОМАТИЧЕСКОЙ ПОЛОСЫ В ИНТЕРФЕРОМЕТРЕ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повышение надежности измерений при изменении мощности потока излучения, падающего на фотоприемник. Интерферометр 1 формирует ахроматическую полосу, которая сканирует относительно фотоприемника 9 и перемещается при перемещении объекта, связанного с интерферометром. Сканирование ахроматической полосы задается генератором

25 линейно нарастающего напряжения и реализуется с помощью модулятора

6 оптической разности хода. По перво„.SU„„1551984 А 1

2 му максимуму электрического сигнала, снимаемого с фотоприемника 9, формируется временной интервал с помощью компаратора 11 и формирователя 12.

Временной интервал с помощью элемента И 13 и генератора 17 заполняется импульсами, которые запускают анало-, го-цифровой преобразователь 10, Временной интервал с начала сканирования преобразуется счетчиком 18 в код, который переписывается в регистр 16 по сигналам управления, формируемым схемой 14 сравнения. Последний импульс, формируемый схемой 14 управления, сравнивающей входные коды и коды, заполненные в регистре 15, формируется в момент прохождения цент- 3 рального максимума ахроматической по- уу лосы. Заполненное в регистре 16 мак- %Ф Ф симальное значение кода регистрирует- С ся регистратором 19 по окончанию цикла сканирования. Формирователь 26 Я формирует импульс сброса регистров и счетчика. 4 ил.

1551984

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения малых перемещений различных объектов.

Цель изобретения — повышение точности и надежности измерений при изменении мощности потока излучения, падающего на фотоприемник интерферометра. 1О

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 функциональная схема интерферометра белого света с модулятором оптическоч разности хода и фотопРиемником, 15 на фиг. 3 — регистратор (при,использовании устройства в качестве нульоргана); на фиг. 4 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит интерферометр

1 белого света, выполненный в виде (фиг. 2) оптически связанных между собой источника 2 белого света, коллимирующей оптики 3, светоделительной пластины 4, опорного зеркала 5, жестко скрепленного с модулятором 6, измерительного зеркала 7, жестко, скрепленного с перемещающимся объек-, том 8, и установленного на выходе интерферометра 1 белого света фотоприемника 9, подключенные измерительными входами к выходу фотоприемника 9 аналого-цифровой преобразователь 10 параллельного типа и компаратор 11, выход которого соединен

35 с входом второго формирователя 12,, выход которого соединен с первым входом элемента И 13, выход которого соединен с тактирующим входом аналоГО цифрОВОГС преОбразователя 10 Вы 40 ход которого соединен с первым входом схемы 14 сравнения и информационным входом первого регистра 15, выход которого соединен с вторым входом схемы 14 сравнения, выход которой соеди- „ нен с тактирующими входами первого .

15 и второго 16 регистров, генератор

17, выходом соединенный с вторым входом элемента И 13 и информационным входом счетчика 18, выход которого соединен с информационным входом регистра 16, выход которого соединен с информационным входом регистрато ра 19, стробирующий вход которого подключен к выходу формирователя 12.

SS

Регистратор 19 (фиг. 3} выполнен в виде регистра 20, выходом соединенного с первым входом схемы 21 сравнения, второй вход которой подключен к выходу регистра 16, а выход соединен с первым входом элемента И 22, и инвертора 23, входом подключенного к выходу формирователя 12 и соединенкого выходом со входом формирователя

24, выход которого соединен с вторым входом элемента И 22. На вход регистра 20 подается цифровой сигнал "Уставка", соответствующий нулевой величине сдвига ахроматической полосы, Результат сравнения формируется на выходе элемента И 22.

Устройство также содержит генератор 25 линейно нарастающего напряжения, выходом соединенный с модулятором 6 интерферометра 1 и входом первого формирователя 26, выход которого соединен с входами обнуления первого 15 и второго 16 регистров и счетчика 18, источник 27 напряжения, подключенный к опорному входу .компаратора 11.

Устройство работает следующим образом.

I генератор 25 линейно нарастающего напряжения (фиг. 1) формирует управляющий линейно нарастающий сигнал, который приводит в возвратнопоступательное движение модулятор

6 и вместе с ним опорное зеркало

5. В каждом такте модуляции фотоприемник 19 регистрирует переменный световой сигнал, характеризующий сме. щение интерфаренциальной. картины в плоскости анализа фотоприемника 9, и преобразует его в переменный фо;тоэлектрический сигнал. Переменный фотоэлектрический сигнал с выхода фотоприемника 9 после фильтрации и усиления направляется на вход аналого-цифрового преобразователя 10 и . компаратора 11. На опорный вход компаратора 11 подается напряжение U определяемое из соотношения сР 2 2 +

1 где U2 U4. — локальные максимумы переменного фотоэлектрического сигнала (фиг.4).

По достижении переменным сигналом уровня U срабатывает компаратор 11, сигнал с выхода которого подается на вход формирователя 12; формирующего импульс продолжительностью с = ЗТ где Т - период переменного фотоэлектрического сигнала (фиг. 4).

Сформированный импульс поступает на

984

1551 первый вход элемента И t3, на второй вход которого поступает последовательность тактирующих импульсов с генератора 17. При этом часть импульсов, отвечающих временному интервалу с длительностью ЗТ, проходят на выход элемента И 1 1 и далее на тактирующий вход аналого-цифрового преобразователя 10. При поступлении на тактирующий вход аналого-цифрового преобразователя 10 тактирующих импульсов последний осуществляет ряд измерений значений переменного фотоэлектрического сигнала, отвечающих . моментам поступления тактирующих импульсов .

Измеренные значения напряжений по-ступают на входы схемы t4 сравнения и регистра 15. Схема l4 сравнения осуществляет сравнение вновь поступившего на ее вход кода с ранее запомненным в регистре 15 кодом. После сравнения максимальное из двух срав-, ниваемых значений кодов запоминается 25 по сигналу переписи, формируемому схемой 14 сравнения в регистре 15, а на вход переписи регистра 16 подается сигнал переписи, свидетельствующий о Регистрации очередного мак в 3p симального значения. Счетчик 18 осуществпяе счет тактирующих импульсов, поступающих на его информационный

I вход с выхода генератора 17. В момент поступления очередного сигнала

35 переписи с выхода схемы .14 в регистр

16 осуществляется перепись содержимого счетчика 18, а счетчик 18 продолжает счет тактирующих импульсов.

В начале каждого такта модуляции со- 4р держимо е регистров 1 5 и 1 6 и сч етчика 18 обнуляется.

Сигнал с выхода формирователя 12 поступает на вход инвертора 23 регистратора 19 и далее на формирователь 45

24 Коротких импульсов, С выхода последнего сигнала подается на первый вход элемента И 22. На второй вход этого элемента подается потенциальный уровень с выхода схемы 21 сравнения, осуществляющий сравнение кодов, записанных в регистрах 16 и 20.

Содержимое регистра 20 задается в начале измерений и остается неизменным в течение всего процесса измерения.

Формируемый по результатам сравнения потенциальный сигнал на выходе схемы

21 сравнения на каждом периоде модуляции стробируется коротким импульсом формирователя 24, при этом по характеру сигнала на выходе элемента И 22, регистратора !9 судят о положении ахроматической полосы по отношению к ее нулевому положению, характеризуемому кодом, записанным в регистр 20, т.е. о сдвиге ахроматической полосы. Полученная таким образом информация позволяет, например, контролировать характер смещения зеркала 7 интерферометра i жестко связанного с объектом 8 контроля, и регистрировать отклонения зеркала 7 от его начального положения °

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить надежность измерений при изменении мощности начала излучения, падающего на фотоприемник интерферометра, за счет фиксации из нескольких максимумов электрического сигнала, снимаемого с фотоприемника интерферометра только центрального максимума.

Формула изобретения

Устройство для измерения сдвига ахроматической полосы в интерферометре, содержащее интерферометр белого света с модулятором оптической разности хода и установленным в плоскости анализа фотоприемником, выход которого соединен с измерительным входом компаратора, к опорному входу которого подключен источник напряжения, генератор линейно нарастающего, напряжения, выход которого соединен с входом модулятора оптической разности хода интерферометра и входом первого формирователя, счетчик, счетный вход которого подключен к генератору, вход обнуления счетчика подключен к выходу первого формирователя, регистратор с информационным и стробирующим входами, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений при изменении мощности потока излучения, падающего на фотоприемник интерферометра, оно снабжено вторым формирователем, элементом И, аналого-цифровым преобразователем, первым и вторым регистрами, схемой сравнения, вход второго формирователя подключен к .выходу компаратора, выход второго формирователя соединен с первым входом элемен та. И, второй вход которого подключен

1551984

Фи8. 2

С регистра 5 я1 к выходу генератора, выход элемента

И соединен с тактирующим входом аналого-цифрового преобразователя, измерительный вход которого подключен к выходу фотоприемника, выход анало5

ro-цифрового преобразователя соединен с первым входом схемы сравнения и информационным входом первого регистра, вход обнуления которого подключен к выходу перфого формирователя, выход первого регистра соединен с вторым .

t входом схемы сравнения, выход которой соединен с тактирующими входами первого и второго регистров, входы обну1 ления которых подключены к выходу первого формирователя, информационный вход второго регистра подключен к выходу счетчика, выход второго регистра соединен с информационным входом регистратора, стробирующий вход которого подключен к выходу второго формирователя.

1551984 и„ и,1

Составитель Т. Айсин

Техред Л.Сердюкова

Корректор О. Пипле

Редактор А. Ыандор

Заказ 321 Тираж 487 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. Ужгород, ул. Гагарина, 101