Акустооптическое устройство для измерения смещений

Акустооптическое устройство для измерения смещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет измерения смещений в двух направлениях. Устройство состоит из источника 1 монохроматического излучения, двух скрещенных светоделительных блоков 3 и 4, двух скрещенных акустооптических модуляторов 9 и 10 и двух фотоприемников 12 и 13. Смещение лучей относительно модуляторов 9 и 10 приводит к сдвигу фаз сигналов с фотоприемников 12 и 13. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО(ИАЛИСТИЧГСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G О1 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Pgg т

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4 651 133/28 (22) 13.02.89 (46) 15.08,91. Бюл. М 30 (71) Московский станкоинструментальный институт (72) В. И, Телешевский, Н. А. Яковлев и С, А. Игнатов (53) 53 1.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1464037, кл, G 01 В 11/00, 1987. (54) АКУСТООПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕНИЙ. Ж !670406 А! (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Цель изобретения— повышение информативности за счет измерения смещений в двух направлениях, Устройство состоит из источника 1 монохроматического излучения, двух скрещенных светоделительных блоков 3 и 4, двух скрещенных акустооптических модуляторов 9 и

10 и двух фотоприемников 12 и 13. Смещение лучей относительно модуляторов 9 и 10 приводит к сдвигу фаэ сигналов с фотоприемников 12 и 13, 2 ил. (с

О

О

0 ()

1670406

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть испольэова.1о для измерения смещений.

Ll vnb изобретения — повышение инфор лативности за счет измерения смещений в двух направлениях.

На ф«г. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг, 2 — дифракционные спектры B плоскости фотоприемников.

Устройство состоит из оптически связанных исто l«vlK3 1 монохроматического

«эл 1е11«я, коллиматора 2, двух скрещенных све1оделительных блоков 3 и 4, триппельпризмы 5, предназначенной для механической связи с конгролируемым объектом, отражателей 6 и ", диафрагмы 8, двух скреиген11ых г1кустоьг1тических модуляторов 9 и

10, оо r«1ес .ой систе,"лы 11 и фотоприемников 12 «13, реэо11ансных усилителей 14 и 15, входьl которых подключены к выходам фотог1р«е1л11«ков 12 и 13 соответствен11о, генера1ора 16, выход которого подключен к в,oä-ll!!.1одуляторов 9 и 10, нормирующих преобразоьателей 17 и 18, первые входы которых подключены к выходам усилителе, 14 и 15 соответственно, а вторые Dxoды подключены к выходу генератора 16, усил ггель 14 и преобразователь 17 являются jioso <увствителhlloй электрîllной схемой

«фо1о 1риемника 12, и блока 19 индикации, вход,l КО1оросо подключены к выходам пресбраэователей 17 и 18, Устройство работает следу1ощим образом.

Иэмеря1от смещение каретки 20, меха«1«ч„ски связанной с триппель-призмой 5.

Иэ. че1и1е источника 1, проходя светоделитольные блоки 3 и 4, разделяется на ч T lpå луча, которые направляются на тр«ппель-пр«з.1у 5. Отразившись от триппель-призмы 5, лучи через диафрагму 8 пог1ада от на модуляторы 9 и 10. С помо,цью гоllcpo! ора 16 в прозрачной среде модуля горов 9 и 10 создаются движущиеся с посгоянно, скоростью периодические структуры — ультразвуковые волны, направленные под прямым углом друг к другу. Г1ада ющие на модуляторы 9 и 10 лучи пересекаюгс» в двух плоскостях распрость анен«ч пеР 1о,.ических стРУктУР, В ка,кДой

«з эт«х плоскостей лучи образуюг между собой угол, обеспечивающий пространственное совмещен,1е дифракционных RoрIäêов с«екTpoâ оl1 г«1ескиx излучений на выходе модуля горов 9 и 10. Алгебраическая разность частот совмещенных дифpGv««0«llLls порядков равна час готе

35 периодической структуры. Интерферирующие порядки дифракционных спектров фокусируют оптической системой 11 на фотоприемники 12 и 13.

На фиг. 2 в скобках указаны номера совмещенных дифракционных порядков.

Кружками выделены порядки, попадающие на фотоприемники 12 и 13.

Оптическое гетеродинирование на плоскости фотоприема двух раэночастотных излучений приводит к появлению на выходе фотоприемников 12 и 13 электрического измерительного сигнала на частоте, равной разности оптических частот этих излучений

U3„(t)=UQsln2zt (at+ p>), где 1.4 — амплитуда напряжения выходного электрического сигнала;

fo — частота возбуждения периодической структуры, p — начальная фаза электрического сигнала.

Электрические сигналы U 3113!(t) и Ugligz(t) фотоприемников 12 и 13 поступают на резонансные усилители 14 и 15, после которых вместе с опорным сигналом U« генератора 16 через нормирующие преобразователи 17 и 18 подаются в блок 19 индикации, представляющий информацию о фазовом сдвиге электрических сигналов

U3N31(t) и U3H32(t) относительно U«в цифровом виде.

Данные фазовые сдвиги пропорциональны смещению триппель-призмы в двух направлениях.

Формула изобретения

Акустооптическое устройство для измерения смещений, содержащее оптически связанные источник монохроматического излучения, светоделительный блок. диафрагму, акустооптический модулятор, оптическую систему и фотоприемни к с фазочувствительной электронной схемой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности за счет измерения смещений в двух направлениях, оно снабжено вторым светоделительным блоком, скрещенным с первым и расположенным за первым по ходу лучей, вторым акустооптическим модулятором, скрещенным с первым и расположенным за первым по ходу лучей, и вторым фотоприемником с фазочувствительной электронной схемой, оптически связанным с вторым акустооптическим модулятором.

1670406

Составитель М. Кузнецов

Редактор М, Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор Q. Кундрик

Заказ 2738 Тираж 366 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101