Интерферометр для измерения углов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть иснользовано для измерения углов поворота объектов. Целью изобретения является расширение дианазона измерения углов поворота объекта за счет установки триппель-призм на шкива.х, ось поворота которых параллельна оси поворота платформы, скрепленной с объектом измерения . При повороте платформы 12 на некоторый угол триппель-призмы 18 и 19 поворачиваются в противоположном направлении на такой же угол и смещаются на некоторое расстояние вдоль двух взаимно перпендикулярных осей, одна из которых параллельна оптической оси измерителя 2 перемещений . Поворот триппель-призм 18 и 19, установленных соответственно на щкивах 14 и 15, обеспечивает кинематическая связь с помощью гибких кольцевых лент 16 и 17 шкивов 14 и 15, выполненных с возможностью поворота, со щкиво.м 13, скрепленным с основанием 1. При этом пучки лучей, падающие на триппель-призмы, всегда перпендикулярны их входпы.м граня.м. Смещение триппель-призм 18 и 19 вдоль оси, перпендикулярной оптической оси измерителя 2 пере- .мещений, приводит к появлению разности хода между эти.мп пучками лучей, которая пропорциональна углу поворота платформы 12. Сигнал на выходе измерителя 2 перемещений пропорционален разности хода пучков лучей, а следовательно, и углу поворота платформы 12. Использование шкивов 13, 14 и 15, связанных между собой гибкими кольцевыми лентами 16 и 17, позволяет обеспечить параллельное смещение триппельпризм 18 и 19 при повороте платформы, что приводит к расширению диапазона измеряемых углов поворота, так как отсутствует виньетирование пучков лучей, падающих на триппель-призмы 18 и 19. 2 ил. (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1401271 А1 (gg 4 G 0l В 11 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ иг.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 41! 5690/24-28 (22) 11.09.86 (46) 07.06.88. Бюл. ¹ 21 (71) Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии (72) B. В. Копытов, В. Д. Лизунов и В. М. Весельев (53) 531.715.1 (088.81 (56) Feinwet ktechn + Messtechnik, 1977, т. 85, № 4, с. 166 — 171. (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения у лов поворота объектов. Целью изобретения является расширение диапазона измерения углов поворота объекта за счет установки триппель-призм на шкивах, ось поворота которых параллельна оси поворота платформы, скрепленной с объектом измерения. При повороте платформы 12 на некоторый угол триппель-призмы 18 и 19 поворачиваются в противоположном направлении на такой же угол и смещаются на некоторое расстояние вдоль двух взаимно перпендикулярных осей, одна из которых параллельна оптической оси измерителя 2 перемещений. Поворот триппель-призм 18 и 19, установленных соответственно на шкивах 14 и 15, обеспечивает кинематическая связь с помощью гибких кольцевых лент 16 и 17 шкивов 14 и 15, выполненных с возможностью поворота, со шкивом 13, скрепленным с основанием 1. При этом пучки лучей, падаюгцие на триппель-призмы, всегда перпендикулярны их входным граням. Смещение триппель-призм 18 и 19 вдоль оси, перпендикулярной оптической оси измерителя 2 перемещений, приводит к появлению разности хода между этими пучками лучей, которая пропорциональна углу поворота платформы 12. Сигнал на выходе измерителя 2 переме;цений пропорционален разности хода пучксв лучей, а следовательно, и углу поворота платформы 12. Использование шкивов 13, 14 и 15, связанных между собой гибкими кольцевыми лентами 16 и 17, позволяет обеспечить параллельное смещение триппельпризм 18 и 19 при повороте платформы, что приводит к расширению диапазона измеряемых углов поворота, так как отсутствует виньетирование пучков лучей, падающих на триппель-призмы 18 и 19. 2 ил.

1401271

10 l5

Формула изобретения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения углов поворота объектов.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения углов поворота объекта за счет установки триппель-призм на шкивах, ось поворота которых параллельна оси псворота платформы, скрепляемой с объек, том измерения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема интерферометра; на фиг. 2 — положение трех шкивов на платформе.

Интерферометр содержит основание 1, последовательно установленные на основании 1 измеритель 2 перемещения, компенсирующее устройство 3 в виде каретки 4, установленной с возможностью перемещения вдоль двух взаимно перпендикулярных осей, одна из которых параллельна оптической оси измерителя 2 перемещений, последовательно установленных на каретке 4 отражателя 5 с отражающим и пропускающим покрытием (коэффициент пропускания 5 — 10О/p) и двух координатно-чувствительных фотоприемников 6 и 7, размещенных на оптической оси измерителя 2 перемещений, а фотоприемник 7 — на оси, перпендикулярной оптической оси и проходящей через точку ее пересечения с отражателем 5, блока 8 управления, входы которого подключены к фотоприемникам 6 и 7, и привода 9 каретки, входы которого подключены к выходам блока 8 управления, светоделитель 10, входная грань которого оптически сопряжена с отражателем 5, пентапризму 11, входная грань которой оптически сопряжена со светоделительной плоскостью светоделителя 10, платформу 12, установленную с возможностью поворота, три шкива 13 — 15, первый 13 из которых установлен на основании так, что ось его симметрии совпадает с осью поворота платформы 12, а второй 14 и третий 15 установлены на платформе 12 с возможностью поворота вокруг оси, параллельной оси поворота платформы 12, и связаны с первым шкивом 13 с помощью гибких кольцевых лент 16 и 17 соответственно. Оси всех шкивов 13 — 15 лежат на одной прямой. Две триппель-призмы 18 и 19 установлены соответственно на втором 14 и третьем 15 шкивах так, что их вершины совпадают с осями поворота шкивов 14 и 15. Платформу 12 скрепляют с объектом измерения (не показан) .

Устройство работает следующим образом.

При повороте платформы триппель-призмы 18 и 19 смещаются параллельно на некоторое расстояние, так как они установлены на шкивах 14 и 15, которые при повороте платформы на угол к поворачиваются в противоположную сторону на такой же угол.

Триппель-призмы 18 и 19 смещаются по двум взаимно перпендикулярным осям: по оси, параллельной оптической оси измерителя 2 перемещений — друг к другу, а по другой оси — в разные стороны. Смещение триппель-призм 18 и 19 вдоль оптической оси измерителя 2 перемещений вызывает смещение отраженного от них пучка лучей. Этот пучок лучей попадает на координатно-чувствительный фотоприемник 7, по сигналу с которого блок 8 управления формирует управляющие сигналы на привод 9 каретки, которая переместит отражатель 5 в положение, при котором пучки лучей после отражения от триппель-призм 18 и 19 попадут в центр координатно-чувствительного фотоприемника 7.

Для компенсации непрямолинейности перемещения каретки 4 служит фотоприемник

6, сигнал с которого поступает на блок 8 управления, формирующий управляющие сигналы на привод 9, перемещающий каретку 4 в направлении оси, перпендикулярной оптической оси измерителя 2 перемещений для компенсации непрямолинейности.

Смещение триппель-призм 18 и 19 вдоль оси, перпендикулярной оптической оси измерителя 2 перемещений, приводит к появлению разности хода между пучками лучей, отраженными от триппель-призм 18 и 19, которая фиксируется измерителем 2 перемещений. Величина этого смещения пропорциональна углу поворота платформы 12.

Таким образом, сигнал на выходе измерителя 2 перемещений пропорционален углу поворота платформы 12.

Использование трех шкивов 13 — 15 и гибких кольцевых лент 16 и 17 обеспечивает параллельное смещение триппель-призм 18 и 19, и при любом угле поворота платформы входные грани этих призм перпендикулярны падающим на них пучкам лучей. Это позволяет увеличить диапазон измеряемых углов по сравнению с известными устройствами, у которых при повороте платформы 12 поворачиваются на такой же угол триппель-призмы, при этом происходит виньетирование пучков лучей, падающих на них.

Интерферометр для измерения углов, содержащий основание, последовательно установленные на основании измеритель перемещений, компенсирующее устройство в виде каретки, установленной с возможностью перемещения вдоль двух взаимно перпендикулярных осей, одна из которых параллельна оптической оси измерителя перемещений, последовательно установленных на каретке отражателя с отражающим и пропускающим покрытием и двух фотоприемников, размещенных на каретке так, что один

1401271

Составитель А. Заболотский

Редактор С. Патрушева Техред И. Верес Корректор A. Зимокосов

Заказ 2532/38 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 из них расположен на оптической оси измерителя перемещений, а второй — на оси, перпендикулярной оптической оси и проходящей через точку ее пересечения с отражателем, блока управления, входы которого подключены к фотоприемникам, и привода каретки, входы которого подключены к выходам блока управления, светоделитель, входная грань которого оптически сопряжена с отражателем, пентапризму, входная грань которой оптически сопряжена со светоделительной плоскостью светоделителя, платформу, установленную с возможностью поворота, и две триппель-призмы, установленные на платформе так, что их входные грани оптически сопряжены соответственно с выходной гранью светоделителя и выходной гранью пентапризмы, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых углов поворота, он снабжен тремя шкивами, один из которых установлен на основании так, что его ось симметрии совпадает с осью поворота платформы, а второй и третий установлены на платформе с возможностью поворота вокруг осей, параллельных оси поворота платформы, и связаны с первым шкивом с помощью гибких кольцевых лент, оси всех шкивов лежат на одной прямой, а три п пель-призмы размещены соответственно на втором и третьем шкивах так, что их вершины совмещены с осями поворо15 та шкивов.