Двухкоординатный измеритель перемещений

Двухкоординатный измеритель перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению линейных перемещений по двум координатам. Цель изобретения - повышение точности измерения линейных перемещений. Это достигается за счет повышения стабильности интерференционной картины. Пучок света от лазера расширяется телескопической системой и делится на два пучка, которые направляются на вход двух интерферометров, измеряющих перемещения в ортогональных направлениях. Подвижные отражатели в каждом интерферометре выполнены в виде двух крышеобразных зеркал, а другие отражатели в каждом интерферометре выполнены в виде единого блока, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, на одну из граней которого, располагаемую под углом 45° к направлению измеряемого перемещения, нанесено полупрозрачное покрытие на половину ширины ее поверхности , а на параллельную ей грань - зеркальное покрытие на 3/4 ширины ее поверхности, и с отношением сторон равным 2tgi, где I - угол преломления луча на грани с полупрозрачным покрытием. На выходах каждого интерферометра установлены цилиндрические линзы, формирующие интерференционные отрезки на диафрагмах перед фотоприемниками. 1 ил. 4W1 ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 В 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4

Cd

О (Л (л) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4207990/24-28 (22) 09.03.87 (46) 30.04.92. Бюл. М 16 (71) Институт электроники АН БССР (72) А. Л; Старков (53) 531.71.531.14(088.8) (56) Коропкевич В. П. и др. Современные лазерные интерферометры. Новосибирск:

Наука, 1985, с. 147, (54) ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЪ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению линейных перемещений по двум координатам.

Цель изобретения — повышение точности измерения линейных перемещений. Это достигается эа счет повышения стабильности интерференционной картины. Пучок света от лазера расширяется телескопической системой и делится на два пучка, которые наИзобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению линейных перемещений.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет повышения стабильности интерференционной картины, На чертеже изображена принципиальная схема двухкоординатного измерителя перемещений.

Двухкоординатный измеритель перемещений содержит последовательно расположенные и оптически связанные лазер 1, телескопическую систему 2, светоделитель

3, два интерферометра, расположенных в отраженном и проходящем пучках после

„„5U„„ 1730531 А1 правля ются на вход двух интерферометров, измеряющих перемещения в ортогональных направлениях, Подвижные отражатели в каждом интерферометре выполнены в виде двух крышеобразных зеркал, а другие отражатели в каждом интерферометре выполнены в виде единого блока, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, на одну из граней которого, располагаемую под углом 45 к направлению измеряемого перемещения, нанесено полупрозрачное покрытие на половину ширины ее поверхности, а на параллельную ей грань — зеркальное покрытие на 3/4 ширины ее поверхности, и с отношением сторон равным 2tgi, где i — угол преломления луча на. грани с полупрозрачным покрытием. На выходах каждого интерферометра установлены цилиндрические линзы, формирующие интерференционные отрезки на диафрагмах перед фотоприемниками. 1 ил. светоделителя 3. включающие светоделители 4 и 5, подвижные крышеобразные зеркала 6 и 7, установленные на каретке 8. На выходе каждого интерферометра установлены цилиндрические линзы 9, 10 и 11, 12 с возможностью вращения вокруг оптической оси, а в фокальной плоскости их — точечные диафрагмы 13, 14 и l5, 16 и фотоприемники, соответственно, 17, 18 и 19, 20. Длина входной грани а параллелепипеда выбирается равной 20/sin 450, ширина Ь - О/sin 45 tgl, высота — 20, где 0 — диаметр входного пучка; l — угол преломления пучка на входной грани.

Двухкоординатный измеритель перемещений работает следующим образом, 1730531

Пучок света от лазера 1 расширяется телескопической системой 2 и делится по амплитуде светоделителем 3 на два пучка: отраженный и проходящий. Отраженный пучок падает на светоделитель 4, где делится входной гранью а на опорный (преломленный) и измерительный (отраженный).

Опорный пучок отражается гранями Ь и с, возвращается вновь на грань а, где делится полупрозрачным покрытием на два равных по амплитуде пучка.

Измерительный пучок направляется вдоль оси Х на двухгранное зеркало 6, отражается от него и возвращается на светоделитель4, на грань а, где нет прлупрозрачного покрытия. На грани а пучок преломляется, отражается гранями с и d, проходит в светоделителе одинаковый путь с опорным пучком и направляется на двухгранное .зеркало 6, где, отразившись от него, возвращается обратно на светоделитель 4, в точку деления опорного пучка. После деления измерительный и опорный пучки. попарно интерферируют и создают две системы интерференционных полос на цилиндрических линзах 9 — 12. Цилиндрические линзы

9 -12 ориентируются, своими образующими перпендикулярно интерференционным полосам, что позволяет трансформировать интерференционные полосы в интерференционные "отрезки" на диафрагмах, увеличить выходной сигнал с фотоприемников и уменьшить влияние неточностей изготовления двухгранных зеркал. Величина перемещения каретки 8 по оси Х или Y равна 0,25 N А, где N — число полос (отрезков), проходящих относительно диафрагмы; Л— длина волны излучения лазера в воздухе.

Формула изобретения

Двухкоординатный измеритель перемещений, содержащий последовательно расположенные лазер, телескопическую

5 систему и светоделитель, два интерферометра с двумя выходами, оптически связанные со светоделителем, установленные в отраженном и прошедшем светоделитель пучках, и соответственно включающие каж10 дый первый отражатель, второй отражатель, предназначенный для связи с объектом, две точечные диафрагмы, установленные на соответствующих выходах интерферометра, два фотоприемника, расположенные за со15 ответствующими диафрагмами, и блок обработки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений,. измеритель снабжен четырьмя цилиндрическими линзами, светоделитель и первые отражате20 ли в каждом интерферометре выполнены в виде единого блока, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, на одну из граней которого, располагаемую под углом 45 к направлению измеряемого пере25 мещения, нанесено полупрозрачное покрытие на половину ширины ее поверхности, а на параллельную ей грань — зеркальное покрытие на 3/4 ширины ее поверхности, и с отношением сторон, равным 2tgi, где l—

30 угол преломления луча на грани с полупрозрачным покрытием, первые отражатели.выполнены каждый в виде двух крышеобразных зеркал, а цилиндрические линзы размещены между соответствующими

35 диафрагмами и параллелепипедом таким образом, что образующие цилиндрических линз перпендикулярны плоскости перемещений.

1730531

Составитель M. Минин

Техред M,Mîðiåíòàë .Корректор В. Бугренкова

Редактор Е. Копча

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

Заказ 1508 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета Ilo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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