Интерферометрическое устройство для измерения угловых перемещений объекта

 

О П И С А Н И Е ()697809

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 03.01.75 (21) 20924 О/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл 2

G 01 В 11/26

Гоп)/даротееииый конктет

СССР по делам изооретеиий и открытий

Опубликовано 15.11.79. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 25.11.79 (53) УДК 531.743..2 (088.8) (72) Автор изобретения

A. В. Ляховский

Бюро взаимозаменяемости в металлообрабатывающей (71) Заявители промышленности и Министерство станкостроительной и инструментальной промышленности СССР (54) ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРО) СТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИ11 ОБЪЕКТА

Изооретенне относится к области измеритслыюй техники « предназначено для измерения угловых перемещений объекта.

Изобретение может быть использовано для проверки угломерных устройств.

Известны интерферометрические устройcTВя ъlÿ измерсll«я угловых переме!цений

Ооъс КТЯ, ОС нов анны(на !iCII0.1ÜÇOÂ3HÈH дву >;лучевого интсрферометра типа Майкельсона.

СО.(сржап(ие плоские отражающие зеркала, уста!13вливаемые на вращающемся объекте параллельно друг другу, которые вводятся

В процессе измерений в одну из ветвей интерфср() метра 11 j .

Известнь!е устройства и."!еют Ограниченныс прс p;Ibl измерения угла поворота объекта Вследствие нарушения условий отражения лу !сй светя в отражак)ших зеркалах при пс.Hop()Tc объекта на угол более - 90" ог среднего положения. Кроме того, возможна погрс»ioc

Наиба. )ес бли3ким технич cкиM решением является интсрферометричсское устройство, содержащее источник света, полупрозрачную пласти((ку для разделения свето<вого пучка на две ветви, зеркало, служащее для поворота oat!0!0 из световых пучков на 90, отражательный блок, жестко укрепленный ьа вращак)щек!ся объекте. и схему реп!страции. Отражательный 61ок выполнен в виде

5 il. !ос к и х зе p Y а л . .у с T 3 и О B. I E и и ы \ и 3 р dл.1 Е,1 ь и О или под углом одно к другому (21. .=)то уcTpOHcTBo не обеспечивает непрерывного измерения угловых перемещений объекта в пределах от 0 до 360 .

Целью изобретения является обс<л!счснис

1Î непрерывности измерений угловых нсрсмешений объекта в пределах полного оборота.

Ук»3ki«ая цель достигается тем, что В

ИЗВЕCTIIO .<1 ll n l <".РфСРОМ(ТРИЧ<><. КОМ МСТРОЙСТве для изх(ерсыия х гл(хвых псрсм IIIE ний

1 5 Объс кт 3, с Од(. р ж (1 не и и (T() < I и и к с В (г 3, 11, 1 Я сТ!! Нк >,(ЛH Р(>За<>ЛСНI(Я СВ<>Т<)НОГО it !Ка t13

;.BE B(TBH. H(РК:l, <() < lt! IIOBOPOT3 BCTOI301 ! lх (К)1 0;(пой Ве)> В!1 !13 )0, ж(<. 1 КО > крс ll, I(. klный !!3 иcflI lT> (<1i 0()l сктс Отj) tæ (!Tc, » ый

20 б.!Ок «зерка )ях; )або<« и HE гвн н вс Hli

СРЯВ Н<>1;1! и. If < ХС М>> Pi I IICTP3ll lt lt. ОТР!! жат(, 1Ь" нl>1 Й О, <Ок Вы и О, i H<. ll В Вид((()0(II() Р;1<. НО, 1<))К(kl i 1>IX ti >ill) К. 1:>1,, 1! И.1!! It;<1

На фиг. 1 изображена принципиальная схема интерферометрического измерительного устройства вместе с измеряемым объектом; на фиг. 2 — вид профилей зеркал.

Интерферометрическое измерительное устройство содержит источник света 1, полупрозрачную пластинку 2 для разделения светового пучка на две ветви, поворотное зеркало 3, служащее для поворота одного из световых пучков на 90, отражательный блок, выполненный в виде соосно расположенных зеркал 4 и 5 с криволинейными поверхностями, схему регистрации 6, обеспечивающую наблюдение интерференционной картины и счет полос. Зеркало 4 введено в ветвь 7 сравнения, а зеркало 5 — в- рабочую ветвь 8 интерферометра. Отражательный блок жестко укреплен на измеряемом объекте 9.

Отражающая поверхность зеркала 4 представляет собой круговой цилиндр, а профиль отражакпцей поверхности зеркала 5 есть функция угла поворота объекта, обеспечивающая линейную зависимость между углом поворота и оптической длиной рабочей ветви.

В качестве отражающей поверхности зеркала 5 использована спираль Архимеда.

Для измерения угловых перемещений в пределах от 0 до 180 может быть использована эвольвента.

Устройство работает следующим образом.

При вращении измеряемого об ьекта 9 отражательный блок в виде зеркал 4 и 5 вращается вместе с ним. Поскольку зеркало 4 имеет криволинейную поверхность в виде крутового цилиндра, оптичсская длина ветви 7, в которой оно установлено, не изменяется. Оптическая же длина ветви 8 оудет изменяться при вращении об ьект 1 вместе с отражательным блоком, поскольку установленное в этой ветви зеркало 5 имеет криволинейную поверхность с переменным радиусом-вектором. В связи с этим при вращении объекта в схеме регистрации 6 будет наблю1 даться перемещение интерференционных полос, а количество переместившихся полос будет соответствовать угловому перемещению вращающегося объекта.

Выполнение зеркал отражательного блока с криволинейными поверхностями, одна из которых представляет собой круговой цилиндр, а другая выполнена из условия, что ее радиус-вектор есть заданная функция угла поворота измеряемого объекта вместе с отражательным блоком, позволяет обеспе<о чить непрерывное измерение угловых перемещений объекта в пределах от 0 до 360, поскольку обе эти криволинейные поверхности — осесим метрич ные.

Кроме того, соосная установка зеркал в отражательном блоке позволяет повысить точность измерения за счет исключения по s грешности от наличия эксцентриситета при закреплении отражательного блока на измеряемом объекте, так как эта погрешность одинаково влияет на изменение оптической

zo длины обеих ветвей интерферометра.

Формула изобретения

Интерферометрическое устройство для

25 измерения угловых перемещений объекта, содержащее источник света, пластинку для разделения светового пучка на две ветви, зеркало для поворота светового пучка одной ветви на 90, жестко укрепленный на испытуемом объекте отражательный блок с зеркалами рабочей ветви и ветви сравнения, и схему регистрации, отличающееся тем, что, с целью обеспечения непрерывности измерений в пределах полного оборота, выполнен отражательный блок в виде соосно располоss женных выпуклых цилиндрических зеркал, причем поверхность зеркала вегви сравнения имеет вид кругового цилиндра, а профиль поверхности зеркала рабочей ветви имеет вид спирали Архимеда.

Источники информ=::ии, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

М 154059, кл. G 01 В 9/02, 1970.

2. Автор кое с;идетельство СССР

Ме 14105, кл.:. 01 В 9/02, 1957 (прототип).

697809

Составитель В. Фетина

Редактор Э. Шибаева Техред О. Луговая Корректор Н. Горват

Заказ 6913/28 Тираж 844 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ПП П в Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4