Интерференционный измеритель перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых перемещений достигается путем введения регулируемого светораспределителя. Излучение лазера 1 делится светоделителем 2 на два луча - референтный и измерительный, направляемый на объект, интенсивность которых в месте их интерференции поддерживается одинаковой регулируемым светораспределителем 10 в зависимости от перемещений объекта. Блок 9 управления перемещением подает сигнал, регулирующий прозрачность светораспределителя 10. Фотоприемник 5 преобразует световое излучение в электрический сигнал, по которому счетчик 7 производит счет числа интерференционных полос пропорционально перемещению. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д11 4 С 01 В 21/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .. ;. " """,„1

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— расширение диапазона измеряемых перемещений — достигается путем введе(21) 4294213/24-28 (22) 07.08.87 (46) 23.05.89. Бюл. N- 19 (72) В.Е.Привалов (53) 531.7.717 (088.8) (56) Коронкевич В,П,, Ханов В,А.

Современные лазерные интерферометры. — Новосибирск: Наука, 1985, с. 11, „„SU„„1481597 А 1 ния регулируемого светораспределителя. Излучение лазера 1 делится светоделителем 2 на два луча — референтный и измерительный, направляемый на объект, интенсивность которых в месте их интерференции поддерживается одинаковой регулируемым светораспределителем 10 в зависимости от перемещений объекта. Блок 9 управления перемещением подает сигнал. регулирующий прозрачность светораспределителя 10. Фотоприемник 5 образует световое излучение в электрический сигнал, по которому счетчик 7 производит счет числа интерференционных полос пропорционально перемещению. 1 ил.

1481597

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при измерении перемещений.

Цель изобретения — расширение дианазона измеряемых перемещений путем введения регулируемого светораспределителя.

На чертеже изображена блок-схема интерференционного измерителя перемещений.

Измеритель содержит стабилизированный по частоте лазер 1, оптически связанные с ним светоделитель 2, измерительный уголковый отражатель 3, референтный уголковый отражатель 4, фотоприемник 5 и последовательно подключенные к нему усилитель 6 и счет" чик 7 интерференционных полос, ка- 20 ретку 8, на которой расположен измерительный отражатель 3, блок 9 управ. ления, электрически связанный с кареткой 8, и регулируемый светораспределитель 10, расположенный в све- 25 тоделителе 2, в месте расщепления луча лазера на референтный и измерительный лучи. Регулируемый светораспределитель 10 представляет собой оптический элемент с электрическим регулируемым соотношением пропускания и отражения падающего на него луча.

Измеритель работает следующим образом.

Излучение стабилизированного лазера 1 делится светоделителем 2 в месте расположения светораспределителя 10 на референтный луч, распространяющийся к референтному отражате- лю 4 ° и измерительный луч, распрост- 40 раняющийся к измерительному отражателю 3, перемещение которого измеряется. Отразившись от указанных отражателей, они соединяются в светоделителе 2 и, интерферируя, попадают 45 на фотоприемник 5. С помощью последовательно соединенных усилителя 6 и счетчика 7 полос подсчитывают число интерференционных полос, прошедших через приемную площадку фотоприемника 5 при перемещении измерительного отражателя 3, а величину перемещения определяют из выражения

L -N

2

5S где % — длина волны излучения лазера в воздухе;

N - число полос.

Перемещение отражателя 3 осуществляется кареткой 8, управляемой блоком 9. В светоделителе 2 в месте расщепления лучей лазера 1 на референтный и измерительный лучи размещен регулируемый светораспределитель

10, электрически связанный с блоком

9, управляющим перемещением каретки 8. Светораспределителем 10 является оптический элемент с регулируемыми электрическим сигналом от блока 9 оптическими характеристиками.

Поскольку контраст интерференционных полос максимален при равенстве интенсивностей обоих лучей на фотоприемнике 5, регулятор обеспечивает поддержание этого равенства: по мере увеличения расстояния отражателя

3 от светоделителя 2 блок 9, управляющий перемещением каретки 8 с отражателем 3, вырабатывает электрический сигнал, увеличивающий прозрачность светораспределителя 10. В результате интенсивности референтного и измерительного лучей перераспределяются так, что между ними на фотоприемнике 5 подцерживается примерное равенство. Поскольку законы изменения перемещения и изменения интенсивностей известны заранее, то управление осуществляется без обратной связи по интенсивности (например, по заранее заложенной в блок 9 программе), следующей из выражения . А(1.) - A 2 где А(1.) — интенсивности полезного сигнала на фотоприемнике. для произвольного L u при L равном длине референтного плеча; и 2

С = — 8 L (9 — расходимость иэлуф чения).

Расходимость излучения можно уменьшить коллиматором. При увеличении расстояния L светораспределитель 10 увеличивает долю проходящего луча и тем самйм обеспечивает равенство интенсивностей обоих лучей на фотоприемнике. В качестве регулируемого светораспределителя могут использоваться различные оптические элементы с регулируемыми электрическими сигнала ми, оптическими характеристиками. электрооптические ячейки, электрохромные ячейки и др.

1481597,Составитель О. Несова

ТехРеД М.Ходанич Корректор Г. Джула

Редактор Н. Бобкова

Заказ 2675/41 Тираж 684 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.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101

Использование светораспределителя 10 в светоделителе 2 позволяет, перераспределяя интенсивность излучения между референтными и измерительВ ными лучами, увеличить допустимую длину измерительного плеча, а значит и величину измеряемого перемещения.

Формула изобретения 10

Интерференционный измеритель перемещений, содержащий лазер, оптически связанный с ним светоделитель для разделения светового потока на опор- 1б ный и измерительный световые потоки, первый уголковый отражатель, установленный по ходу опорного светового потока, второй уголковый отражатель, установленный по ходу измерительного 20 светового потока и связываемый с объектом, фотоприемник, установленный в плоскости анализа интерференционной картины, образованной опорным и измерительным световыми потоками, последовательно соединенные усилитель и счетчик интерференционных полос, блок управления перемещением, выход фотоприемника связан с входом усилителя, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых перемещений, он снабжен регулируемым светораспределителем, расположенным на отражающей поверхности светоделителя в месте разделения светового потока на опорный и измерительный световые потоки, регулируемый светораспределитель электрически связан с блоком управления.