Устройство для измерения длин

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИОАН ОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИ ТЕЛЬСТВУ 791658/24-28.8.09.843.09.86. Б тся к измею изобрете- достоверносизмерений измерения по излучения,т я и с(21) (22) (46) (72) и И. (53) (56) У 7, (54) 2 юл. У 35Л.Н. Бутенко, О.В. ЛюбомудровЭцин531. 71(088,8)Измерительная техника, 194,с. 83.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНИзобретение относиьной технике. Цельвляется повышениепроизводительностиет одновременногольким длинам волн Устроиство, содержащее интерферометр2 и идентичные каналы с узкополосными интерференционными фильтрами4 по числу длин волн излучения, генератор 8 пилообразного напряженияи дискриминатор 11 нулевого уровняв каналах, позволяет одновременнорегистрировать излучения с различными длинами волн, а также благодаря наличию запоминающих элементови селектора"мультиплексора для считывания сигналов, проводить одновременно измерение дробных частей дляразличных длин волн компенсационныммодуляционным методом 2 ил.1259111 2АЦП 14, подключенного к вычислительному блоку 15. Изобретение относится к измерительной технике, в частности к интерферометрам, предназначенным для поверки лазерных измерителей перемещений, прецизионных измерений длины 5 в приборостроении, машиностроении, экспериментальной физике.Целью изобретения является повышение достоверности и производитель. ности измерений за счет одновремен ного измерения по нескольким длинам волн излучений.На фиг, 1 представлена блок-схема устройства для измерения длин, на фиг. 2 - временные зависимости сиг налов элементов схемы.Устройство для измерения длин со; держит источник 1 монохроматических излучений, например частотно-стаби" лизированный многоволновой лазер, 20 интерферометр 2 (например, Майкельсона), светоделительную оптическую систему.3 и узкополосные интерференционные Фильтры 4, расположенные на выходе интерферометра 2, пьезокерамический элемент 5 жестко связанный с отражателем 6 опорной ветви интерферометра 2, генератор 7 синусоидальных сигналов, генератор 8 пилообразного напряжения, измеритель ные каналы, каждый из которых состоитиз фотоприемника 9 расположенного на выходе интерферсметра, узкополосного усилителя 10 с синхронным детектором на выходе, дискриминатора 11 нулевого уровня, соединенного с выходом синхронного детектора, и аналогового запоминающего элемента 12, селектор-мультиплексор 13, аналого-цифровой преобразователь 40 (АЦП) 14, вычислительный блок 15. Пьезоэлемент 5 соединен с выходом генератора 7 и аналоговым выходом генератора 8. Кроме того, аналоговый 45 выход генератора 8 соединен с сигнальными входами запоминающих элементов 12, а цифровой выход генератора 8 - с управляющими входами селектора-мультиплексора 10. Генератор 50 7 подключен также к управляющимвходам синхронных детекторов усилителей 10. Управляющие входы запоминающих элементов 12 соединены с выходами дискриминаторов 11 нулевого 55 уровня, выходы - с сигнальными входами селектора-мультиплексора 13, выход которого соединен с входом УстРойство работает следующимобразом. На пьезоэлемент 5 поступает от генератора 7 переменное напряжение с частотой, превышающей по крайней мере на порядок частоту пилообразного напряжения, вследствие чего осуществляется модуляция разности хода. На пьезоэлемент 5.поступает также пило= образное напряжение (Фиг.2, график О ) от генератора 8, вызывающее смещение отражателя 6, например, в сторону уменьшения разности кода, причем максимальное смещение несколько превышает половину наибольшей длины волны. Напряжения на выходах синхронных детекторов (фиг. 2 графики 0, 04 ) при этОм изменяется по синусойдальному закону с периодами, пропорциональными длинам волн. В моменты времени, когда измеряемая длина кратна половинам длин, в дискриминаторах 11 нулевого уровня формируются импульсы (Фиг, 2, гра 1фики 0, 11 ), управляющие запоминающими элементами 12. В указанные моменты значения пилообразного напряжения 0,;, Ощ запоминаются в соответствующем запоминающем элементе 12. Во время обрат,ного хода пилообразного напряжения с помощью селектора-мультиплексора 13, управляемого сигналами с цифрового выхода генератора 8, производится считывание сигналов запоминающих элементов. При этом сигналы Ц "гн, 0 и 0 последовательно поступают на АЦП 14. Сигналы с выхода АЦП в заданной последовательности поступают в вычислительный блоу 5. Предварительно в вычислительный блок вводятся значения длинволн, напряжений О о Оо " оз и 11 щ при которых пьезоэлемент смещает отражатель на половину соответствующей длины волны, а также ориентировочное значение измеряемого расстояния. В вычислительном блоке производится вычисление измеряемого Расстояния с помощью метода совпадения дробных, частей. Дробные части порядков интерференции вычисляют по формуле Е; = О; / Оо; , где 1 - номер излучения.1259 Составитель Е.ГлазковаТехред И,Попович Корре Редактор И.Шулла ор Л. Патай аказ 5112/ Тираж 670 НИИПИ Государст по делам изоб 13035, Москва, ЖПодписСССР е нноготений35, Ра открыти ская на роиэводственно-полиграфическое предприятие,. г, Ужгор Проектная,Формула изобретения Устройство для измерения длин, содержащее источник монохроматических излучений, интерферометр, пьезо элемент, связанный с отражателем опорной ветви интерферометра, измерительный канал, состоящий из соединенных последовательно фотоприемников и узкополосного усилителя с син хронным детектором, генератор синусоидальных сигналов, подключенный к пьезоэлементу, и вычислительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достовер ности и производительности измерений, оно снабжено светоделительной оптической системой, расположенной на выходе интерферометра, дополнительными измерительными каналами, каждый 20 из которых состоит из фотоприемника, узкополосного усилителя с синхронным детектором, подключенного к его выходу, дискриминатора нулевого уровня, соединенного с выходом син хронного детектора узкополосного усилителя, и аналогового запоминаю" щего элемента, управляющий вход которого соединен с выходом дискриминатора нулевого уровня, соединенны- ЗО ми последовательно селектором-муль 111 4типлексором и аналого-цифровым пре-образователем, подключенным к вычислительному блоку, генератором пилообразного напряжения,узкополосными интерференционными филЬтрами,.установленными перед соответствующими фотоприемниками измерительных каналов, число фильтров и измерительных каналов равно числу длин волн. источника монохроматических излучений, первый измерительный канал снабжен дискриминатором нулевого уровня, соединенным с синхронным детектором узкополосного усилителя, и аналоговым запоминающим элементом, управляющий вход которого соединен с выходом дискриминатора, аналоговый выход генератора пилообразного напря-. жения соединен с вторым входом -.пьезоэлемента и с сигнальными входами аналоговых запоминающих. элементов измерительных каналов, сигнальные входы селектора-мультиплексора соединены с выходами аналоговых запоми" нающих элементов измерительных каналов, а управляющие входы - с цифровыми выходами генератора пилообраэ- . ного напряжения, генератор синусоидальных сигналов подключен к входам синхронных детекторов узкополосных . усилителей каналов.