Интерференционный компаратор для измерения плоско- параллельных концевых мер длины

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

0 CAHNE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<>767508

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (59)М. Кл.з (22) Заявлено 230775 (21) 2158720/25-28

G 01 В 9/02 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300980. Бюллетень ¹36

Дата опубликования описания 300980 (53) УДК 531. 715. .1 (088.8) I

О

Ю. П. Ефремов и В. Д. Свердличенко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54)ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ KOMQAPAT0P ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КОНЦЕВЫХ МЕР ДЛИНЫ

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике, а именно к конструкции интерференционных компараторов для измерения плоскопараллельных концевых мер длины.

Известен интерфереиционный компаратор для измерения плоскопараллельных концевых мер длины, содержащий интерферометр Кестерса, образованный источником света, в спектре которого содержится несколько линий, осветитель с монохроматором, светоделительную пластину с ком» пенсатором, плоскую пластину, притираемую к проверяемой концевсзй ме ре, референтное, плоское зеркало и наблюдательную систему Щ .

Недостатком этого комнаратора является невысокая точность измерений, вызванная визуальным способом отсчитывания порядка интерференции полос, Известен также интерференционный компаратор для измерения плоскопа« раллельных концевых мер длины, содержащий двухлучевой интерферометр типа Кестерса, имеющий рабочую и опорную ветви, пьезокерамический модулятор, установленный в опорной ветви интерферометра, установлен2 ные последовательно по ходу проинтерферировавших лучей интерферо.метра проекционый объектив, разделительную диафрагму с окнами, вы5 ходную щелевую диафрагму, фотоприемник и электронный интерполятор выход которого связан с пьезокерамическим модулятором P2$.

Недостаток этой конструкции соо10 тоит в сравнительно низкой точности измерений, обусловленной тем, что измерение дробных частей порядка интерференции для каждой длины волны

:производится дважды, так как исполь15 зуется только однб выходное поле зрения интерферометра., Цель изобретения — йовышение точ- ности измерений.

Поставленная цель достигается

2О тем, что известный компаратор снабжен разделительным отражателем, делящим поле зрения интерферометра на два, размещенным за выходной щелевой диафрагмой перед фотоприемником, 25 установленным в одном из полей зрения, дополнительным фотоприемником, установленным во втором поле зрения, блоком автоматического наведения на интерференционную полосу, вход ко3О торого соединен с выходом дополни767508 тельного фотоприемника, а выход свя. эан с пьезокерамическим модулятором, и окна разделительной диафрагмы рас положены на одном уровне.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого компаратора, на фиг. 2 — вид А на фиг. 1 °

Интерференционный компаратор для измерения плоскопараллельных концевых мер длины содержит двухлучевой интерферометр типа Кестерса, имеющий рабочую и опорную ветви и включающий эталонную лампу 1, s спектре которой содержится несколь Ко линий, осветитель-монохроматор

2, создающий пучки параллельных лучейг светоделительную пластину с компенсатором 3, плоскую пластину 4, притираемую к измеряемой концевой мере

5, относительное зеркало 6, пьеэокерамичЕский модулятор 7, установлен.— ный в опорной ветви, установленные 20 последовательно по ходу проинтерферировавших лучей интерферометра проек. ционный объектив 8, разделительную диафрагму 9 с окнами, выходную щелевую диафрагму 10. кроме того, ком- .25 паратор содержит разделительный отражатель 11, делящий поле зрения интерферометра на два, фото- приемник 12, установленный в одном поле зрения, дополнительный фото- . приемник 13, установленный во втором поле зрения интерферометра, электрон- . ный ййтерполятор 14, генератор 15. опорного напряжения, блок 16 автомати- ческого наведения на интерференцион: ную полосу, вход которого соединен с вйходоМ дополнительного фотоприемника 13, а вйход через смеситель 17 связан с йьеэокерамическим модулятором.7, поворотные зеркала 18, 19.

Окна разделительной диафрагмь1 9 рас- 40 йоложеНЫ на одном уровйе, причем сред-. нее оМно имеет ширину примерно рав,ную:ширине щели: диафрагмы 10, а крайние окна значительно шире, но расположены так, чтобы в щель диафраг-4j мы 10 йроецировалась интерферейрион ная картина только от йластины 4.

Йзмерения длины меры в любой точ" ке производятся методом совпадения йробньп долей порядка интерферен- щ ции»

Koijnaparop работает следующим образом.

Пластина 4 с притертой к ней ме. рой 5 устанавливается на столик интерферометра с необходимым углом клица и таким образом, чтобы центр . ее двцбодной измерительной поверхности проецировался в центр щели диафрагмы 10. Световой поток,-отра" женный поверхностью меры 5 и центром g© зеркала 6, проходит насквозь через центральную часть отражателя 11, а световые пучки, отраженнйе пластиной 4, отражаются от краев разделительно

Iro отражателя 11 и попадают на фотрприемник 12, электрически связанный с интерполятором 14. Световой поток, прошедший сквозь отверстие в разделительном отражателе, попадает на дополнительный фотоприемник 13, выход которого соединен со входом блока 16 автоматического наведения на интерференционную полосу.

При подаче на вход фотоприемника

13 модулированного светового потока от интерференционной картины, на его выходе возникает переменное напряжение, амплитуда первой гармоники которого пропорциональна отклонению экстремума освещенности поля интерференции, а фаза - направлению этого смещения.

Блок 16 автоматического наведения вырабатывает напряжение ошибки, пропорциональное амплитуде и фазе первой гармоники частоты модуляции.

Это напряжение через смеситель 17 подается на модулятор 7. Модулятор

7 изменяе г свой размер, перемещает зеркало 6 и изменяет разность хода в интерферометре таким образом чтоУ бы экстремум освещенности интерференционного поля переместился в центр верхней измерительной поверхности.

Наведение на экстремум осуществляется в приведении к оптической разности хода, с погрешностью 10 доли по- рядка интерференции. Синхронно с разностью хода на мере меняется и разность хода на пластине. Интерференционные полосы на пластине, расположенные параллельно щели диафрагмы 10, смещены относительно полос на поверхности меры 5, смещение измеряют интерполятором 14. Эти ноказания соответствуют разности дробных частей между поверхностями меры

5 и пластины 4. Эту операцию повторяют для всех длин волн лампы 1, а затем, после введения соответствую- щих поправок, находят точный размер меры.

Для измерения отклонения от плоскопараллельности измеряют разности дробных частей порядка интерференции не только в центре меры, но и в других точках ее поверхности, используя для этого поворотные зеркала 18, 19.

Таким обраЬом, введение в конструкцию компаратора разделительного отражателя, а также дополнительного фотоприЕмника и блока автоматическо го наведения на интерференционную полосу, позволило отказаться от двойного измерения дробной части порядка интерференции и нахождения их разности аналитическим путем, при этом повысилась точность измерений и улучшились условия эксплуатации прибора.

Формула изобретения

Интерференционный компаратор для измерения плоскопараллельных кон цевых мер длины, содержащий двухлучевой интерферометр типа Кестерса, имеющий рабочую и опорную ветви, пьезокерамический модулятор, установленный в опорной ветви интерфероМетра, установленные последователь но по ходу проинтерферировавших лучей интерферометра проекционнйй; объектив,. разделительную диафрагму с окнами, выходную щелевую диафраг,му, фотоприемник и электронный интерполятор, выход которого связан с пьезокерамическим модулятором, о тл и ч а ю шийся тем, что, с . целью повышения точности измерений, он снабжен разделительным отражателем, делящим поле зрения интерферо7675ЦВ метра на два, размещенным эа выходной щелевой диафрагмой перед фотоприемником, установленным в одном из нолей зрения, дополнительным фотоприемником, установленным во втором поле:Ърения, блоком автоматического наведения на интерференционную полосу, вход которого соединен с выходом дополнительного фотоприемника, а выход связан с пьезокерамическим модулятором, и окна разделительной диафрагмы расположены на одном уровне.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Захарьевский А. И. Интерфе;рометры. M., Оборонгиз, 1955, с. 187195.

2. Авторское свидетельство СССР 9 382917, кл. С 01 В 9/02, 1972.

767508 -:

Составитель В. 1 обушков

Редактор С. Тимохина Техред A.Au

М Юф

М ° В заказ 7000/16 "" " " Тираж 801

ВН ИПИ Государственного комитета СССР ., по делам иэобретеййй и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауйская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Мжго Юд, ул. Проектная, 4

КОРректор M. Пожо

Подписное