Оптический способ определения перемещений объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение диапозона определяемых перемещений посредством разъюстировки измерительного интерферометра. Для этого формируют поток излучения, которое вводят в волоконный световод и доставляют к чувствительному элементу - разъюстированному интерферометру. Излучение с выхода интерферометра по волоконному световоду поступает к сканируемому интерферометру, база которого периодически изменяется. Излучение с выхода сканируемого интерферометра подают на блок регистрации. Сигнал, получаемый в блоке регистрации, представляет собой функцию пропускания устройства при изменении базы сканируемого интерферометра. Блок регистрации выделяет основной максимум сигнала, по положению которого можно однозначно определить величину измеряемого перемещения. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК,.SU. 1580161 A 2

; (51) S 6 01 В 11(16

ОПИСЯНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTPPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ базы (расстояния между пластинами) сканируемого интерферометра.

М4

Способ осуществляется с помощью оптического устройства для определения перемещений (фиг. 1), содер- 0© жащего широполостный источник 1 излучения, и расположенные по ходу И пучка излучения микрообъектив 2, во- ©)

1 локонный световод 3, микрообъектив 4, вам измерительный интерферометр 5, микрообъектив 6, волоконный световод 7, микрообъектив 8, сканируемьп» интерферометр 9, блок 10 у»»равления базой, микрообъектив 11, фотоприемник 12 и ) соединенные с ним блок 13 регистрации (например, осциллограф), соединенный с блоком 14 управления (генератор пилообразного напряжения). Сканирование интерферометра 9 осуществГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 1465696 (21) 4469011/24-28 (22) 01.08.88 (46) 23.07.90, Бюл. М - 27 (72) Б. Г. Горшков и Ю. Б.Первушин (53) 531. 781.2 (088.8) (56) Зарубежная радиоэлектроника °

1983, Р 5, с. 45.

Авторское свидетельство СССР

М 1465696, кл. G 01 В 11/16, 1987. (54) ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретениярасширение диапазона определяемых перемещений посредством разъюстировки измерительного интерферометра. Для этого формируют »оток излучения, Изобретение относится к измерительной технике, к определению деформаций и перемещений оптическими методами и является усовершенствованием способа .по авт.св. Р 1465696, Цель дополнительного изобретения— расширение диапазона определяемых перемещений посредствам разъюстирования измерительного интерферометра.

На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2схема разъюстированного интерферометра фабри-Перо; на фиг. 3 - функция пропускания интерферометров при равных базах (t» = ); на фиг. 4то же, при разных базах (t, = t<), на фиг. 5. - то же, при разных базах (t > = 2/3t ); на фиг. 6 - функция

1 пропускания устройства при изменении

2 которое вводят в волоконный световод и доставляют к чувствительному элементу - раэъюстированному интерферометру. Излучение с выхода интерферометра по волоконному световоду поступает к сканируемому интерферометру, база которого периодически изменяется. Излучение с выхода сканируемого интерферометра подают на блок регистрации. Сигнал, »1олучаемый в блоке регистрации, представляет собой функцию пропускания устоойства нри изменении базы сканируемого интерферометра. Блок регистрации выделяет основной максимум сигнала, по положению которого можно однозначно определить величину измеряемого перемещения.

6 ил, 3

1580161 . ляется блоком 10 управления базой, на который подается сигнал с блока

14 управления.

Разъюстированный измерительный интерферометр 5 (фиг. 2) представляет собой два зеркала 15 и i 6, между которыми расположены две кварцевые прокладки 17 и 18, разница толщин которых Д равна диапазону перестрой- 10 ки сканируемого интерферометра ° Угол при вершине определяется выражением х мак е(= arcctg — — — —.

Э

15 где х - верхний предел нзмеряечикс мого перемещения; — диапазон изменения базы (расстояния. между пластинами) сканируемого интерферометра.

При этом угол o(не должен превышать величины,/„, описываемой выражением

° 2dn

e(= arcctg — —— пред ср .где d> — диаметр светового пучка, проходящего через чувствительный интерферометр;

Я .- средняя длина волны излучеср ния источника 1.

Способ осуществляется следующим образом.

Формируют поток излучения . Излу- 35 чение от широкополосного источника 1 через микрообъектив 2 вводится в во-. локонный оветовод 3 и доставляется к чувствительному элементу - разъюстированному интерферометру 5. Измеряемое перемещение вызывает перемещение интерферометра 5 вдоль оси х (фиг. 1). При этом данному перемещению х соответствует база (расстояние.между пластинами) интерферометра

Перемещению х (фиг. 2) соответствует база t>, перемещению х < - t < и т.д. Излучение в виде параллельного пучка для интерферометра 5 формируется объективами 4 и 6. Спектральный состав излучения на выходе измерительного интерферометра 5 определяется его базой и, следовательно, измеряемым перемещением. Функция пропускания измерительного интерферометра описывается функцией Эйри.

Излучение с выхода интерферометра

5 поступает в световод 7 и доставляется к сканируемому интерферометру 9, база которого периодически изменяется на величину dt равную разнице толщины кварцевых прокладок разъюстированного интерферометра (фиг. 2).

При равенстве баэ интерферометров

5 и 7 (фиг. 1) функции их пропускания полностью совпадают (фиг. 2) и свето-. пропускание устройства максимально..

При разных или кратных базах имеют место ситуации, изображенные на фиг.4 и 5 соответственно. Сигнал S, получаемый на блоке 13 регистрации, имеет вид, изображенный на фиг. 6, Он представляет собой функцию пропускания устройства при измерении базы сканируемого интерферометра t .Блок регистрации выделяет основной максимум сигнала, по положению которого можно однозначно определить величину измеряемого перемещения.

Формула изобретения

Оптический способ определения перемещений объекта по авт.св. - 1465696 отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона определяемых перемещений, после формирования потока излучения разъюстируют измерительный интерферометр до величины угла с(между его пластинами, определяемой по формуле пикс е(= arcctg — — —— д У где х е,„ -.верхний предел измеряемого перемещения;

Дй — диапазон измерения расстояния между пластинами сканируемого интерферометра.

1580161

1580161

7 1 2

3 tl 2йу 32l

Составитель Б.Евстратов

Редактор Я.Лазаренко Техред М.Ходанич Корректор М.Шароши

Заказ 2003 Тираж 493 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

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

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