Устройство для измерения перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерения перемещений, которая достигается за счет преобразования измеряемого перемещения в изменение частоты излучения измерительного лазера в вакууме относительно частоты излучения опорного лазера в вакууме. В вычислительный блок 9 заносится программа перемещения, в которой указываются коды частотомера 7, привода 11, пьезокорректора 8 как периферийных узлов и способы взаимосвязи с ними вычислительного блока 9, длина резонатора измерительного лазера при нахождении второго зеркала 5 в начальном положении. В начальном состоянии разностная частота излучений опорного и измерительного лазеров, фиксируемая частотомером 7, поступает в вычислительный блок 9. Если значение разностной частоты отлично от нуля, вычислительный блок 9 вырабатывает сигнал, поступающий в управляющий блок 10, который увеличивает напряжение, подаваемое на пьезокорректор 8, который изменяет длину резонатора измерительного лазера. Таким образом, изменением длины резонатора измерительного лазера достигается совпадение частот излучений опорного измерительного лазеров. Вычислительный блок 9 в соответствии с программой перемещает второе зеркало 5 вдоль оптической оси измерительного лазера, при этом изменяется длина его резонатора и, следовательно, значение разностной частоты излучений измерительного и опорного лазеров. Вычислительный блок 9 подсчитывает сколько раз частота излучений лазеров совпала, а также частоту излучения измерительного лазера, когда второе зеркало 5 находится в крайнем положении. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) Ш) (51)4 GO В 2 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А STOPCHOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦ7ИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

t (21) 4235000/25-28 (22) 27.04.87 (46) 23.10.89. Бюл. >) 39 (72) В.Е.Привалов и А.В.Сальников (53) 535.411 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

H 884394, кл. Г Ot N 3/26, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретенияповышение точности и расширение диапазона измерения перемещений, которая достигается за счет преобразования измеряемого перемещения в изменение частоты излучения измерительного лазера в вакууме относительно частоты излучения опорного лазера в вакууме. В вычислительный блок 9 заносится программа перемещения, в которой указываются коды частотомера 7, привода 11, пьезокорректора 8 как периферийных узлов и способы взаимосвязи с ними вычислительного блока 9, длина резонатора измерительного лазера при нахождении второго зеркала 5 в начальном положении. В начальном сос2 тоянии разностная частота излучений опорного и измерительного лазеров, фиксируемая частотомером 7, поступает в вычислительный блок 9. Если значение разностной частоты отлично от нуля, вычислительный блок 9 вырабатывает сигнал, поступающий в управляющий блок 10, который увеличивает напряжение, подаваемое на пьезокорректор 8, который изменяет длину резонатора измерительного лазера. Таким образом, изменением длины резонатора измерительного лазера достигается совпадение частот .излучений опорного и измерительного лазеров.

Вычислительный блок 9 в соответствии с программой перемещает второе зеркало 5 вдоль оптической оси измерительного лазера, при этом изменяется длина его резонатора и, следователь" но, значение раэностной частоты из" лучений измерительного и опорного лазеров. Вычислительный блок 9 подсчитывает сколько раз частота излучений лазеров совпала, а также частоту излучения измерительного лазера, когда второе зеркало $ находится в крайнем положении. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1516783

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

Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерения перемещений.

Указанная цель достигается за счет преобразования измеряемого перемещения в изменение частоты излучения измерительного лазера относительно частоты излучения опорного лазера.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения перемещений содержит оптически связанные через светоделитель 1 опорный лазер 2 и измерительный лазер, образованный активным элементом 3 и зеркалами 4 и 5, фотоприемник 6, подключенный к нему частотомер 7, снабженный выходным регистром для вывода информации в двоично-десятичном коде, и пьеэокорректор 8, закрепленный на первом зеркале 4 измерительного лазера. К выходному регистру частотомера подключен программируемый вычислительный блок 9, программно задающий работу управляющего блока 10, управляющего длиной резонатора измерительного лазера. Для это;о выходы управляющего блока 10 подключены соответственно к пьезокорректору 8 и приводу 11 для перемещения второго зеркала 5 вдоль оптической оси измерительного лазера, образованному шаговым электродвигателем, механически связанным с микрометрическим винтом, на котором и крепится второе зеркало 5.

Устройство также содержит вакуумную камеру 12 с оптическими окнами 13 и

14, охватывающую светоделитель 1 и измерительный лазер.

Устройство работает следующим образом.

В вычислительный блок 9 пользователем на одном из алгоритмических языков программирования, например

АССЕМБЛЕР, заносится программа пере" мещения. В программе указываются ко-. ды частотомера 7, привода 11, пьезокорректора 8, как периферийных узлов, и способы взаимосвязи вычислительного блока 9 с ними, длина резонатора измерительного лазера, когда второе зеркало 5 находится в начальном положении. В программе также укаэыва10

40 ются длина волны излучения в вакууме опорного лазера, значение скорости света в вакууме, формула для подсчета вычислительным блоком 9 перемещения зеркала из начальной в конечную точку, величина неопределенности фиксации момента совпадения частот излучений измерительного и опорного лазеров, т.е. насколько частоты излучений опорного и измерительного лазеров могут отличаться, чтобы их считать совпадающими.

В начальном состоянии разностная частота излучений опорного и измерительного лазеров, Фиксируемая фотоприемником 6 и частотомером 7, в двоично-десятичном коде поступает в вычислительный блок 9. Если значение раэностной частоты отлично от нуля, вычислительный блок 9 вырабатывает логическую единицу, поступающую в управляющий блок 10, который при этом увеличивает напряжение, подаваемое на. пьеэокорректор 8. При увеличении напряжения пьезокорректор 8 изменяет длину резонатора измерительного лазера, тем самым изменяя значение раэностной частоты. Когда значение раэностной частоты становится равной нулю, вычислительный блок

9 вырабатывает уровень логического нуля, поступающий в управляющий блок

1О, который при этом прекращает увеличивать напряжение, подаваемое на пьезокорректор 8. Таким образом, изменением длины резонатора измерительного лазера достигается совпадение частот излучений опорного 2 и измерительного лазеров.

Далее вычислительный блок 9 в соответствии с введенной пользователем программой перемещает второе зеркало

5 вдоль оптической оси измерительного лазера иэ начальной точки в конечную.

Это и есть измеряемое перемещение.

Оно осуществляется с помощью упоавляющего блока 10 и привода 11, образованного шаговым электродвигателем, механически связанным с микрометрическим винтом, необходимым для преобразования угловых перемещений оси шагового электродвигателя в линейное перемещение второго зеркала 5. При таком перемещении будет изменяться длина резонатора измерительного лазера и, следовательно, значение раэностной частоты излучений измеритель(L +N " ), Ь 11 "< + где " р - длина волны в вакууме излучения опорного лазера; с - скорость света в вакууме; L - длина резонатора измерительного лазера, когда второе зеркало 5 находится в начальной точке, Составитель К.Тавлинов

Редактор Е.Папп Техред А.Кравчук

Корректор В.Гирняк

Подписное

Заказ 6373/39 Тираж 683

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Ю г

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

5 15 ного и опорного лазеров. Последовательно соединенные фотрприемник 6, частотомер 7, вычислительный блок 9 подсчитывают сколько раэ частота излучения измерительного лазера совпала с частотой излучения оптически связанного с ним высокостабильного лазера при перемещении зеркала (N); а также частоту излучения измерительного лазера, когда зеркало 5 находится в конечной точке (Ч< ). В вычислительном блоке 9 реализуется подсчет перемещения зеркала по указанной в программе формуле: i

16783

Формула изобретения

1. Устройство для измерения перемещений, содержащее оптически связанные через светоделитель опорный лазер, измерительный лазер, образованный активным элементом и двумя зеркалами, фотоприемник, подключенный к нему частотомер и пьезокоррек10 тор, закрепленный на первом зеркале измерительного лазера, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерения перемещения, оно снабжено вычислительным и управляющим блоками; последовательно подключенными к частотомеру, и приводом, предназначенным для перемещения второго зеркала измерительного .лазера вдоль его on20 тической оси, выходы управляющего блока подключены соответственно к пьезокорректору и приводу.

2. Устройство по и,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено

25 вакуумной камерой с оптическими окнами, охватывающей светоделитель и измерительный лазер.

Устройство для измерения перемещений Устройство для измерения перемещений Устройство для измерения перемещений 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения диаметра колес железнодорожного подвижного состава

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для контроля формы волнового фронта оптического излучения

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, техническим результатом при использовании изобретения является повышение быстродействия

Изобретение относится к области оптических измерений, а именно к интерферометрам перемещений

Изобретение относится к устройству для измерения размера периодически перемещающегося объекта, содержащему оптоэлектронный измерительный прибор, включающий в себя приемопередающие элементы, расположенные не менее чем в одной плоскости изменения, перпендикулярной продольной оси объекта, а также блок обработки, причем плоскость измерения измерительного портала ограничена не менее чем двумя измерительными балками, расположенными под заданным углом друг к другу

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении, черной и цветной металлургии при производстве проката, в резино-технической и химической промышленности при производстве трубчатых изделий без остановки технологического процесса

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении, черной и цветной металлургии при производстве проката, в резино-технической и химической промышленности при производстве трубчатых изделий без остановки технологического процесса

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах АСУ ТП промышленных предприятий

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах АСУ ТП промышленных предприятий

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах АСУ ТП промышленных предприятий
Наверх