Устройство для измерения дробнойчасти сдвига двух системинтерференционных полос

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (!!) 509767 (61) Дополнительное к авт. свид-By 124676. (22) Заявлено04.09.69 (2!) 1359660/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05,04,76, Бюллетень №13 (45) Дата опубликования описания 30.06,76

2 (5!) М. Кл.(;01В gj0

Гоаудврственный комитет

Соввта ЬЬниотров СССР.Ae,валам изобретений и открытий (53) Уд! 535.41 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Л. Власов и A H Медведев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЙРОБНОЙ ЧАСТИ СДВИГА ДВУХ

СИСТЕМ ИНТЕРФЕРЕН11ИОННЫХ ПОЛОС В ИНТЕРФЕРОМЕТРАХ

° .. Я

Изобретение относится к оптино-атнтерфе ренционным устройствам и предназначено для проведения относительных измерений физических величин. Оно является усовершенст вованием устройства, описанного в авт. св.

N 124676.

В основном изобретении по авт. св.

% 124676 (класс . Q01B 9/02) описано устройство для измерения дробной части сдви» га двух систем интерферен1 ионных полос, ис- jp польэуемое, например,i при сравнении концевых мер длины. Это устройство содержит интерферометр с двумя системами интерференционных полос, связанными со сравнивае». Ю мыми Обьектами, и фотоэлектрический блок 15 для измерения дробной части относительного сдвига двух систем интерференционных полос. Одно из зеркал интерферометра выполнено перемешаюшимся, а фотоэлектрический бпок включает в себя приспособление 2р для проектирования двух систем интерференционных полос, фотоприемники с диафрагмой для регистрации соответствуюших систем полос и фазометр, подключенный к выходам фотоприемников, показания которого прямо, 25

Ъ 2 пройорциональны относительному сдвигу по» лос, т.е. относительному изменению сравнь ваемых величин. Информацию о величине от» носительного сдвига полос получают при измерении разности фаз электрических колеба ний от каждой системы полос йри;.их перемешении относительно диафрагмы фотоприемников за счет подвижного зеркала интерферо метра. Перемешение подвижного зеркала осу шествляегся с такой скоростью, чтобы реэ кость интерференционной картины сохранялась неизменной в течение времени, необхо димого для отсчета показаний фаэометра.

При этом оптимальные значения величины и скорости перемешения определяются соответственно числом электрических колебаний, необходимых для обеспечения точного изме рения разности фаз и быстродействия фазометра.

Однако неравномерность и непараллеле ность перемешения точек отражаюшей по верхности подвижного зеркала в известном у тройстве приводят к изменению ширины, наклона и флюкгуациям иптерферен ион-ных полос, т.е. обусловливает появление по509767 мех, снижаюших точность измерений. Кроме того, необходимость выбора оптимальных значений величины и скорости перемешения зеркала исключает возможность применения немонохроматических источников света, ïîI скольку видимость интерференционной KQpтины, например, для белого света, обрашается в нуль при перемешении зеркала на несколько длин волн света. Это ого,ничнвает область применения фотоэлектрических

1 ннтерферометров для измерения относитель-, ных величин. Другим недостатком является также возможность непрерывных измерений . изменений физических величин в мол.енты ос1 твновок и изменений направления перемешениа подвижного зеркала интерферометра.

Цель изобретения — увеличение помехоустойчивости и обеспечение измерений с нс»монохроматическими источниками света, а также обеспечение непрерывных измерений 20 относительных изменений физических величин.

Поставленная цель достигается тем, чтс.

1 в устройство для измерения дробной части, сдвиге двух систем интерференцнонных по- 25 лос введены генератор пилообразного напряжения, подключенный к преобразователю перемешения подвижного зеркала интерферометра и вызываюший сдвиг интерференционных картин на одну или несколько целых 30 полос, и . фильтры, настроенные на частоту первой гармоники фототока, через которые выходы фотоприемников подключены к фазометру.

При перемешении зеркала интерферометра по линейному пилообразному закону в пределах одной или нескольких целых полос в измерительных каналах устройства образуется не гармонический сигнал, а непрерывная последовательность синусоидальных импульсов, периоды которых соответственно равны времени прямого н обратного. ходов зеркала. Разность фаз первых гармоник этих сигналов оказывается прямо пропорциональной относительному сдвигу интерференционных полос..

Конструктивное решение устройства позволяет реализовать диапазон перемешения зеркала в пределах одной или нескольких длин волн. Малая величина перемешенця зеркала по закону линейной пильt обеспечивает равномерное и прямолинейное двц:хенце зер,-.кала, исключает изменения ширины, наклона и флюктуации полос, т.е. исключаются х5 помехи, снижаюшне точность измерений, а также обеспечивается нспрерывцость изме . рения относительных изме»опий физических, вели пш, даже с иех оцохроматпчоскими нсточнпкамп cBcòç, что расширяет область Q) 4 йрименения фотоэлектрических интерферьметров.

На чертеже и >казана схема предложенного устройства.

Устройство для измерения дробной части сдвига двух систем интерференцис нных полос содержит интерферометр 1 с двумя системами полос, связанными со сравниваемыми объектами 2, например концевыми мерами длины, и фотоэлектрический блок 3 для измерения относительного сдвига полос.

Зеркало 4 интерферометра выполнено перемешаю1цимся. Оно установлено на преобраэоi I ватель перемешения пьезокерамического ти- г па 5, подключенный к генератору пилообраз ного напряжения 6, вызываюшего сдвиг интерференционных . картин на одну или несколько целых полос. Интерферометр также включает в себя источник света 7 с колиматором 8, полупрозрачное зеркало 9 для создания интерферируюших пучков и компенсационную пластину 10 для компенсации на чвльной разности хода интерферируюших лучей.

Фотоэлектрический блок содержит диаф рагму 1 1, приспособление 12 для проектирования двух систем интерференционных полос, фотоприемники 13 и 14 для регистрации с оответствуюши х систем полос и фи льтры 15 и 16, настроенные на частоту первой гармоники фототока, через которые выходы фотоприемников 13 и 14 подключены к фазометру 17.

При возбуждении преобразователя 5 от генератора 6 на величину, обеспечиваюшую перемешение зеркала 4 на одну или несколь ко целы х полос, на выходе диафрагмы 1 1 появляются переменные составляюшие световых потоков от движушихся относительно диафрагмы систем интерференционных полос.

Эти световые потоки приводят к появлению на нагрузках фотоприемников 13 и 14 непрерывных последовательностей синусоидаль ных импульсов, длительно ть которых соот ветствует временам прямого и обратного хода зеркала 4. С ломопью фильтров 15 и 16 из каждой последовательности соответственно выделяются первые гармоники фототока, разность фаз которых измеряется фазометром 1 7. Показания последнего пропорциональны относительному сдвигу полос.

Изобретение позволяет увеличить помеха устойчивость измерений, расширить область применения фотоэлектрических интерферометров производить непрерывные измерения изменений физических величин и упростить конструкцию известного устройства.

509 71"7

Составитедь }» PeLleTHHKoB

Редактор "1 .(урловская Техред урил илко

Корректор .

А. алахова

Тираж В64 Подписное

Лад. Л" 1 з" 598о

11111!111111 I îñóäàðñòâåííîãî когинтсга Совста Министров СССР но дслагн иаобрстеIIèé и открытий

Москва, 130;1б, l ëó нскэи наб., 4

Филиал ППП Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретения

Устройство для измерения дробной части сдвига двух с. истем интерференционных полос в интерферометрах по авт. св.

No 124676,,о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости и обеспечения измерений с немонохрс матическим источником света, оВо содер6 жит генератор пилообразного напряжения, а подключенный к преобразователю перемеп ения подвижного зеркала интерферометра и обеспечиваюший сдвиг интерференционной

5 картины на одну или несколько целых по . лос, и фильтры, настроенные на частоту пер вой гармоники фототока, через которые вы»

1 ходы фотоприемников подключены к фазометру.