Интерференционный способ измерения перемещений

(54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЬ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕШЕН (57) Изобретение может быт но для геодезических интер измерений расстояния. Цель и повышение достоверности рез рения за счет совмещения ч плоскости приемного блока с этого поток излучения выпо нескольких световых пучков, терференционную картину в ния объекта путем изменения пучков до получения минима ния амплитуды пространстве ки, а контролируемый параме по значениям разностей фаз ков. 2 ил. 1 Й СПОСО расного Знамени но-исследовательежущих станков дового Красного рожный институт Потапов, Воробьев Интерференция в геодезии. - М.:нтерферометрь6, с, 52 - 58. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ордена Трудового Кэкспериментальный научский институт металлори Московский ордена ТрЗнамени автомобильно-до(56) Кондраш ков А. Асвета и ее применениеГеодезиздат, 1956.Коломийцов Ю. В. ИМ.: Машиностроение, 197 ь использоваференционных зобретения - ультатов измеувствительной объектом. Для л няют в виде формируют инзоне нахождефаз световых льного значенной гармонитр определяют световых пучИзобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для геодезических интерференционных измерений расстояния, а также в станкостроении для контроля положения подвижных органов в стенках с ЧГ 1 У.Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерения за счет совмещения чувствительной плоскости приемного блока с объектом.На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - график распределения амплитуды интерференционной картины в направлении распространения света.Устройство содержит источник 1 света, формирующий световой поток 2 и последовательно расположенные по ходу распространения света светоделитель 3, образующий набор отделенных один от другого пучков, блок 4 компенсаторов фазы, перестраиваемых блоком 4, формирователь 6, формирующий набор световых пучков с заданной угловой ориентацией один относительно другого, фотоприемный блок 7 и блок 8 регистрации и индикации, один из входов которого связан с выходом блока 4.В качестве примера рассматривают интерференцию трех плоских световых пучков, один из которых - центральный - распространяется вдоль направления измерения, а два других - боковых - составляют углы + а соответственно.Интерференция центрального пучка с каждым из боковых приводит к созданию в плоскости, перпендикулярной направлению измерения, синусоидальных полос с пространственным шагом Л, где Л опрелеляется из соотношенияЛ= - . (Х - длина свеэ 1 п атовой волны). Полосы, образованные интерференцией боковых пучков между собой, имеют в два раза меньший пространственный период (Л/2), могут быть легко отфильтрованы и в дальнейшем анализе не рассматриваются. Если направить ось 2 по направлению перемещения, а ось Х так, что направления распространения боковых пучков лежат в плоскости Х 2, то интенсивность интерференционных полос описывается выражениями(2)где Е., Еь Е , рр, р- амплитуды и начальные фазы центрального и боковых световых пучков соответственно.Положив для простоты Е,= Е== ЕиЬФ= ч О - (р== р, - р получают выражениедля суммарной интенсивности 1(ХД= 1(Х, 2)+ 1,(Х, 2) = У Еосоз(;- х)Х Х з 1 2(В 2 - У)(3) Из формулы (3) следует, что амплитуда интенсивности интерференционной картины периодически изменяется с изменением 2, а положение экстремальных точек ( с нулевым значением 1 (Х, 2) однозначно определяется при фиксированном значении а разностью фаз Ар между пучками. Из выражения (3) получают выражение для 2, определяющего положение ближайшей к формирователю 6 экстремальной точки: У 21У Х2 Я 20 откудаИз формулы (4) следует, что значение2 пропорционально измеряемой разности фаз Ь(р.Использование большего, чем три числапучков в наборе позволяет получить более резко выраженные экстремальные точки.Зависимость амплитуды интенсивности1(Х, 2) от 2 при фиксированном значении сС (фиг. 2) изображена для двух значений: кривая 1 соответствует 2 р= О, кривая 11 - ьу= - Е.2 Для перемещения оптической неоднородности на величину 2== - требуется изме 3нение разности фаз пучков на значение = л.Таким образом, изобретение дает возможность осуществлять абсолютные измерения в диапазоне от 2= О до Ъ= , чтоЗ повышает достоверность результатов. Для измерения перемещений больших 45 р,- необходимо дополнительно фиксироватьЛчисло А) экстремальных значений сигнала,возникающих при перемещении подвижногооргана, а значение 2 определять в соответствии с выражением5 О1 х 1 Л+ (+ .ф)Л Л Формула изобретения 55 Интерференционный способ измеренияперемещений заключащийся в том, что формируют поток оптического излучения, направляют его на объект, формируют интер1278576 Фиг,1 О яь Т. ДВерес авскаяКорректор Подппснос т т СССР С. Черни Редактор М. БланаЗаказ 6818/34 ВНИИПИ Госпо делам13035, Москва, Филиал ППП Пат ного комн е а еннй н открытРаушская наб Ужгород, ул. П д. 4/5оектная ференционную картину и определяют контролируемый параметр, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерения за счет освещения чувствительной плоскости приемного блока с объектом, поток излучения выполняют в виде нескольких световых пучков, фороставите екред И краж 67 дарстве нзобрет Ж - 35 нт, г. мируют интерференционную картину в зоне нахождения объекта путем изменения фаз световых пучков до получения минимального значения амплитуды пространственной гармоники, а контролируемый параметр определяют по значениям разностей фаз световых пучков.