Устройство для измерения дробной части интерференционной полосы

(72) В. Н. Гришин н Ю.В.мищенко (71) Московский ордена Ленина энергетический институт(56) 1, Авторское свидетельство СССР У 508767, кл. 6 01 В 9/02, 19692,"Приборы и техника эксперимента", 1980, Иф 2, с. 169-173 (прототип).(5 Ц (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДРОБНОЙ ЧАСТИ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ ПО" . ЛОСЫ, содержащее интерферометр с элементом сканирования, установленным в опорной ветви.интерферометра, фото- приемник установленный в измерительной ветви,интерферометра, последовательно соединенные генератор и управляемый делитель напряжения, выход которого соединен с элементом сканирования, фазометр, входы которогосвязаны с генератором и фотоприемником, блокуправления, выход которогосоединен с управляющим входом уп"равляемого делителя напряжения, о тл и ч а ю щ е е с я твм, что, сцелью повышения точности измерений,оно снабжено четырьмя полосовымиФильтрами, входы которых подключенык Фотоприемнику, двумя блоками деле"ния, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго, третьего и четвертого пюлосовых,Фильтров, блоком"сравнения, входы которого подключены к выходам второгои третьего лолосовых Фильтров, коммутатором, информационные входы которого подключены к выходам первого ивторого блоков делания, управляющийвход коммутатораодключвн к выходублока сравненйя, а выход коммутатораной части интерференционной полосыпроисходит автоподстройка амплитудысканирования элемента 2 сканирования. Работа автоподстройки основанана спектральном анализе сигнала, сни-. Изобретение относитя к измерительной технике и может быть использова"но в интерференционных системах измерения малых перемещений различныхобъектов. 5Известно устройство для измерениядробной части интерференционной полосы, содержащее интерферометр с элементом сканирования, установленным вопорной ветви интерферометра, фотоприемник, установленный в измеритель -ной ветви интерферометра, генератор,связанный с элементом сканирования,фазометр, первый вход которого связанс фотоприемником.Устройство также содержит второйфотоприемник, установленный в опорной ветви интерферометра, выход которого связан с вторым входом фазометра 1 .20Недостатком устройства является .зависимость результатов измерения отвеличины амплитуды сканирования, которая не стабилизирована.Наиболее близким к изобретениютехническим решением является устройство для измерения дробной частиинтерференционной полосы, содержащееинтерферометр с элементом сканирования, установленным в опорной. ветви 30интерферометра, фотоприемник, установленный в измерительной ветви интерферометра, последовательно соединенные генератор и управляемые делитель напряжения, выход которого соединен с элементом сканирования, фазометр, входы которого связаны с генератором и фотоприемником, блок управления, выход которого соединен с уп"равляющим входом управляемого делителя напряжения2.Недостатком устройства, являетсяпоявление погрешности измерения привращении интерференционных полос относительно фотоприемника вследствиенеопределенности выбора амплитудысканирования, приводящей к изменениюфазы измерительного сигнала, послеотделения постоянной составляющейсигнала, снимаемого с фотоприемника,Целью изобретения является повышение точности измерения,Указанная цель достигается тем,что устройство для измерения дробнойчасти интерференционной полосы снаб 55жено четырьмя полосовыми фильтрами,входы которых подключены к фотоприемнику, двумя блоками деления, входыкоторых подключены, соответственно к выходам первого и второго, третьего и четвертого полосовых фильтров, блоком сравнения, входы которого подключены к выходам второго и третьего полосовых фильтров, коммутатором, информационные входы которого подклюцены к выходам первого и второго бло ков деления, управляющий вход коммутатора подключен к выходу блока сравнения, а выход коммутатора соеди- нен с входом блока управления.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство для измерения дробной части интерференционной полосы содержит интерферометр 1 с элементом 2 сканирования, фотоприемник 3, генератор 4, управляемый делитель 5 напряжения, блок 6 отделения постоянной составляющей, фазометр 7, полосовые фильтры 8.-11, блоки 12 и 13 деления, блок 14 сравнения, коммутатор 15 и блок 16 управления.Устройство работает следующим образом.Генератор 4 формирует синусоидаль ное напряжение, поступающее на первый вход фаэометра T и на вход управляемого делителя 5 напряжения, с выхода которого синусоидальное напряжение поступает на элемент 2 ска. нирования, установленный в опорной ветви интерферометра 1.При перемещении элемента 2 сканирования на выходе фотоприемника 3, установленного в измерительной. ветви интерферометра 1, формируются сигналы, которые после отделения постоянной составляющей блоком 6 отделения постоянной составляющей поступают на второй вход фаэометра .7,фазомет 1 7 измеряет временной интервал, начало которого определяется сигналом; поступающим с генератора 4, и соответствует. нахождению эЛемента 2 сканирования в среднем положении. Конец временного интервала соответствует логическому переходу информационного сигнала, снимаемого с фотоприемника 3, через ноль.По найденному временному интервалу судят о величине дробной части интерференционной полосы.Одновременно с измерением дроб1010454 3маемого с фотоприемника 3, иэ которого выделяются две четные гармонические составляющие полосовыми фильт рами 8 и 9 и две нечетные гармонические составляющие,. выделяемые полосовымйфильтрами 10 и 11.Амплитуда гармонических составляющих, выделяемых полосовыми фильтрами 8-11, зависит от, амплитуды сканирования и фазы информационного сигнала, измеряемого фазометром 7.Блок 12 деления .осуществляет деление амплитуд двух четных гармонических составляющих, выделяемых полосовыми фильтрами 8 и 9, а блок 13 де. ления осуществляет деление амплитуд двух нечетных гармонических составляющих, выделяемых полосовыми фильтрами 10 и И.Результат деления блоков 12 и 13 зависит только от амплитуды сканирования и не зависит от фазы информа ционного сигнала, измеряемого фазометром 7.Амплитуды одной четной и одной нечетной гармоник, выделяемых полосовыми фильтрами 9 и 10, сравниваются между собой блоком 14 сравнения,В зависимостиот соотношения амплитуд двух четных и двух нечетной 4гармоник, которые изменяются в квадратуре, т.е. при определенной фазеизмерительного сигнала амплитуда одной иэ гармоник обращается в нуль, вто время как амплитуда другой гармоники принимает максимальное значе"ние, блок 14 сравнения формируетсигнал управления, поступающий науправляющий вход коммутатора, кото- Ф рг осуществляет коммутацию резуль"татов деления одного из блоков 12и 13 деления на вход блока 16 управления.Блок 16 управления осуществляет м сравнение одного из сигналов, посту",пивших с выхода блока 12 деления илиблока 13 деления; с предварительнозаданной .уставкой, соответствующейзначению, при котором амплитуда скащ нирования соответствует величине,обеспечивающей сканирование определенного, числа полос, при которомпостоянная составляющая сигнала,.снимаемого с фотоприемника 3, равнанулю, Сигнал с выхода блока 16 управления поступает на управляющий входуправляемого делителя 5; изменяя егокоэффициент передачи и, тем самым,:."подстраивая амплитуду сканирозания"элемента 2 сканирования.Составитель Т.АйсинРедактор К, Джуган Техред.Т.Иаточка Корректор В. Гирнякве еюе еае е Фвв евЗаказ 2465/29 Тираж 600 Подписное8 НИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5вфилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4