Интерферометр для измерения линейных перемещений объекта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТВ Н АВТОРСКОМ 3 Лотоцка 04004,ьство СССР2, 28.04,б 4 ФгмРАяюаф осетии имтеррг -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ(54)(57) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОВЬЕКТА,одержащий неподвижную часть, включ,801010457 ЭШО 01 В 11/00; 6 01 В 9/02 ющую осветитель, блок фотоприемниковс двумя диафрагмами и блок обработкисигналов с фотоприемников, подвижнуючасть, связываемую с объектом и включающую интерференционные зеркала,оптический шарнир, связывающий неподвижную и подвижную части, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюизмерения радиальных линейных перемещений вращающегося объекта, покрайней мере одно из интерференционных зеркал выполнено сферическим, отверстие одной диафрагмы имеет формукруга, а отверстие другой диафрагмыформу кольца.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения радиальных линейных перемещений вращающихся объектов, например, при гра дуировке акселерометров на прецизионных центрифугах.Прецизионные центрифуги представляют собой балку, на конце которой имеется установочный стол для крепления акселерометра. Длина плеча центрифуги ( расстояние между осью вращения центрифуги и вертикальной плоскостью установочного стола) достигает нескольких метров, ее требуется изме рять с погрешностью не более 0,1 мкм. При вращении центрифуги плечо под действием центробежных сил удлиняется, причем удлинение достигает 60-100 мкм. Поэтому для достижения высокой точ ности градуировки акселерометров необходимо непрерывно измерять удлинение вращающегося плеча центрифуги с высокой точност ью.Известен интерферометр для измере ния линейных перемещений объекта, содержащий осветитель, интерференционные зеркала, блок реверсивного счета интерференционных полос, два фотоприемника и расположенные в плоскос ти изображения интерференционной картины две щелевые диафрагмы с шириной, равной 0,5 ширины интерференционной полосы сдвинутые друг относительно друга на 0,25 ширины интерференцион. ной полосы11. Однако известный интерферометр не обеспечивает возможности измерения линейного перемещения вращающихся 40 объектов.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является интерферометр для измерения линейных перемещений объекта, содержащий непод вижную часть, включающую осветитель, блок фотоприемников с двумя диафраг-, мами и блок обработки сигналов с фотоприемников, подвижную часть, связываемую с объектом и включающую интерференционные зеркала, оптический шарнир, связывающий неподвижную и подвижную частиИнтерференционные зеркала - плоские, отверстия в диафрагмах одинако 55 вые и представляют собой прямоугольные щели. Вирина каждой из щелей равняется 0,5 ширины интерференционных полос, щели сдвинуты друг относительно друга на. 0,25 ширины интерференционныхполос 2.Недостатком известного интерферометра является невозможность измерять перемещения объекта при больших амплитудах угловых колебаний илипри вращении объекта, так как вращение интерференционных полос относительно неподвижных щелей приводит к периодическому срыву электронной модуляции и нарушению правильной работы блока обработки сигналов с фотоприемников.Целью изобретения является измерение радиальных линейных перемещений вращающегося объекта.Поставленная цель достигается тем, что в интерферометре для измерения линейных перемещений объекта, содержащем неподвижную часть, включающую осветитель, блок фотоприемников с двумя диафрагмами и блок обработки сигналов с фотоприемников, подвижную часть, связываемую с объектом и включающую интерференционныезеркала, оптический шарнир, связывающий неподвижную и подвижную части, по крайней мере одно из интерференционных зеркал выполнено сферическим, отверстие одной диафрагмы имеет фррму круга, а отверстие другой - форму кольца.На фиг. 1 изображена принципиальная схема интерферометра для измерения линейных перемещений объекта; на фиг. 2 - диафрагмы,Интерферометр содержит неподвижную часть, включающую осветитель 1, неподвижные полупрозрачные зеркала 2 и 3, блок М фотоприемников с двумя диаФрагмами 5 и 6 и блок 7 обработки сигналов с фотоприемников, подвижную часть, включающую интерференционные зеркала О и 9, оптическийшарнир 10, связывающий неподвижнуюподвижную части. Контролируемымобъектом 11 является установочныйстол центрифуги 12(второй установочный стол с зеркалом), расположенныйна противоположном плече центрифуги 12, не является контролируемым объ-. ектом, так как установлен из соображений балансировки На фиг, 1 указано направление Ы вращения плеча центрифуги 12 и направление искомого перемещения Ь Рвращающегося объекта 11 - установочного стола.Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна 3 10104По крайней мере одно из интерференционных зеркал, в данном случае 9,выполнено сферическим с радиусомкривизны г, Возможен вариант, когдаоба зеркала 8 и 9 выполнены сферическими, но с разными радиусами кривизны,Диафрагма 6 ( фиг.2 ) выполненав виде непрозрачного экрана с отверстием., диаметр которого при использовании света от первого интеФеренционного кольца равен О4 г).,диафрагма 5 выполнена в виде экранас кольцевым отверстием, внутреннийдиаметр котррого 02 у ЗгА , а наружный О - 5 г 3 где- длина волнысвета.Интерферометр работает следующимобразом.Световой поток от осветителя 1 26проходит полупрозрачное зеркало 2,оптический шарнир 10 и на плоскомполупрозрачном интерференционном зеркале 8 делится на две части, одна изкоторых отражается, а вторая, пройдя 25интерференционное зеркало 8, попадаетна сферическое интерференционное зеркало 9. Отразившись от зеркала 9,второй пучок вновь падает на плоскоеполупрозрачное интерференционное зер- З 0кало 8 и, соединившись с первым пучком, образует в плоскости диафрагм 6и 5 интерференционную картину в видечередующихся темных и светлых колецНьютона.При неподвижной центрифуге 12 перемещение зеркала 9 вследствие, например, температурных деформаций плеча центрифуги 12 вызывает изменениеинтерференционной картины, которое,57 4в виде бегущих внутрь или изнутри колец, модулирует на блоке 4 фотоприемников импульсы тока, сдвинутые друг относительно друга на 0,25 ширины интерференционной полосы, Электрические импульсы регистрируются блоком 7 обработки сигналов с Фотоприемников.При вращении центрифуги 12 вращаются оптический шарнир 10, зеркала 8 и 9 и интерференционные картины в плоскости диафрагмы 6 и 5 Поскольку интерференционные картины представляют собой не полосы, но концентрические кольца, а диафрагмы 6 и 5 представляют собой не прямоугольные щели но круглые простое и кольцевое от-верстия, то вращение интерференционных колец относительно неподвижных диафрагм 6 и 5 не вызывает периодического срыва модуляции на блоке 4 фотоприемников и обеспечивает правильную работу блока 7 обработки сигналов с фотоприемников.Таким образом, предлагаемый интерФерометр позволяет измерять как обычные поступательные линейные перемещения объектов, так и радиальные линейные перемещения вращающихся объектов,Наличие сферического зеркала 9 позволяет получить вместо интерференционных полос интерференционные кольца, вращение которых при вращении зеркала 9 не вызывает изменения интерференционной картины. Наличие кольцевой и круглой диафрагм 5 и 6 обеспечивает возможность измерения радиального перемещения объекта 11 в процессе вращения.