Способ определения перемещений

Способ определения перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионных измерений перемещений различных объектов. Цель изобретения - увеличение точности измерения. Излучение одночастотного лазера 1 поступает в многолучевой интерферометр Физо, одно из зеркал которого связано с измеряемым объектом измерения. При каждом изменении расстояния между зеркалами на величину λ/2 через фотоприемники 6 и 7 проходит одна интерференционная полоса. Более точное измерение расстояния определяется посредством измерения дробной части порядка интерференции в некоторой отсчетной точке X<SB POS="POST">I</SB> по формуле S<SB POS="POST">XI</SB> = λ/2 (N + M), где N - целая

M - дробная части порядка интерференции в точке X<SB POS="POST">I</SB>. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (I I) (я)з G 01 8 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф

Ю

\ (К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4017500/28 (22) 05.02.86 (46) 30.07.91.Бюл. М 28 (71) Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии (72) В.И.Бобрик, А.А.Жмудь, С,А.Загарских и

Ю.Ф.Томашевский (53) 620.178(088.8) (56) Реди Дж. Промышленные применения лазеров. М.: Мир. 1981, с.272-273. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионных измерений перемещений различных обьектов. Цель изобретения— увеличение точности измерения. Излучение одночастотного лазера 1 поступает в многолучевой интерферометр Физо, одно из зеркал которого связано с измеряемым обьектом измерения. При каждом изменении расстояния между зеркалами на величину

А/2 через фотоприемники 6 и 7 проходит одна интерференционная полоса. Более точное измерение расстояния определяют посредством измерения дробной части порядка интерференции в некоторой отсчетной точке Х по формуле S>i - /2 (й+ m), где

N — целая, m — дробная части порядка интерференции в точке Хь 2 ил.

1666918

55

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионных измерений перемещений различных объектов.

Цель изобретения — увеличение точности измерения перемещений.

На фиг.1 изображена принципиальная схема измерительного устройства, реализующего способ измерения перемещений по данному изобретению; на фиг.2 - работа предлагаемого устройства, разрез А-А на фиг.1.

Устройство, реализующее способ, состоит из одночастотного лазера 1, расположенных последовательно по ходу лазерного луча коллиматора 2, многолучевого интерферометра Физо, состоящего из двух плоских зеркал 3 и 4, одно иэ которых (например, зеркало 3) перемещается параллельно направлению распространения лазерного луча и связано с объектом, перемещение которого необходимо измерить, и фотоэлектронного блока счета интерференционных полос 5, содержащего два фотоприемника 6 и 7 и фотоприемную линейку 8, Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Излучение одночастотного лазера 1 Ilo сле коллиматора 2 поступает в измерительный многолучевой интерферометр Физо (зеркала 3 и 4). При изменении расстояния между данными зеркалами, вызванном перемещением одного из зеркал (в данном случае зеркала 3) интерференционные полосы плавно перемещаются по оси Х. Направление перемещения интерференционных полос зависит от знака изменения расстояния между зеркалами. При каждом изменении расстояния между зеркалами на величинуА/2 через фотоприемники 6 и 7 проходит одна интерференционная полоса, В зависимости от очередности засветки фотоприемников счетчик интерференционных полос прибавляет или вычитает единицу из накопленного числа, соответствующего изменению расстояния между зеркалами в единицах А/2.

Более точное измерение расстояния между зеркалами определяют посредством измерения дробной части порядка интерференции в некоторой отсчетной точке Х i (фиг,2).

Расстояние между зеркалами в данной отсчетмой точке связано с порядком интерференции следующим соотношением !х ф + m)å

А (1) где N — целая, а в — дробная части порядка интерференции в точке Х .

Изменение расстояния между зеркалами соответственно равно

45 ъ! 2(М + (m2 — mt))" (2)

=А где М - Nz - Nt — количество интерференционных полос, прошедших через отсчетную

Xf

ml и гпту — дробные части порядков интерференции в точке Х1 в начале и в конце перемещения соответственно.

Поскольку m -—

1 где l — расстояние до ближайшей к точке Х интерференционной полосы со стороны ребра клина;

L- расстояние между интерференционными полосами соседних порядков интерференции, то дробную часть порядка интерференции определяют, измеряя указанные расстояния. Например, дробную часть порядка интерференции измеряют при помощи фотоприемной линейки 8, выбрав в качестве отсчетной точки положение K-20 фотоэлемента данной линейки (фиг.2) и т.п.

Иэ уравнения (2) видно, что точность измерения длин и перемещений зависит от точности опре,,еления положения интерференционных полос, Ошибка определения изменения длины интерферометра, вызванная неточностью определения величины дробной части порядка интерференции равна

2 7 L L) (3)

«!А! причем д! =,, I где F — острота имтерферометра;

P — величина, характеризующая разрешение фотоприемного устройства.

Обычно F 20 — 30, à P 10 — 50. Подставляя данные значения в уравнение (3) получаем, что чувствительность к изменению расстояния между зеркалами может быть равной "А /400 -А /3500. Определение

L перед каждым вычислением дробной части порядка интерференции позволяет исключить ошибки, связанные с небольшими изменениями угла клина многолучевого интерферометра Физо при перемещении одного из зеркал.

Формула изобретения

Способ определения перемещений, заключающийся в том. что связывают одно из зеркал многолучевого интерферометра Физо с объектом измерения, направляют монохроматическое излучение ма объект измерения, регистрируют на выходе имтерферометра интерферфмциоммую картину, по числу полос которой и направлению их перемещения определяют величину их пе; ремещения отл ича ющийся тем, что.

1666918

О, х

t-(e-и) с-/к;-х /, с const х; х;

Составитель О. Несова

Редактор М.Кобылянская Техред М.Моргентал

i /

Корректор О.Кравцова

Заказ 2517 Тираж 385 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 с целью увеличения точности, определяют дробную часть m> и в2 полос интерференционной картины в некоторой точке Хь а величину перемещения Л S определяют по формуле

hS = УМ + (пз — m1)J, «А где А — длина волны излучения;

М -N2 — N > — количество интерференционных полос, прошедших через точку Xi;

N> и И2 — целые части порядков интер5 ференции в точке Х в начале и в конце перемещения соответственно.