Двухчастотная интерферометрическая система для измерения линейных перемещений

13629 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений удаленных объектов.Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений за счет обеспечения непрерывной регистрации перемещений.На чертеже представлена принципиальная схема двухчастотной интерферометрической системы.Интерферометрическая система содержит первый и второй лазеры 1 и 2, блок оптического смешения световых 1 г потоков, состоящий из первого и второго полупрозрачных зеркал 3 и 4 и двустороннего зеркала 5, призму 6 полного внутреннего отражения, предназначенную для связи с объектом, пер вый и второй фотоприемники 7 и 8, установленные на первом и втором выходах блока оптического смещения световых потоков реверсивный счетчик 9, электронный блок 10 частотно-фазо вой автоматической подстройки, пьезоэлемент 11 и стабильный радиогенератор 12. Пьезоэлемент 11 связан с вторымлазером 2, первый и второй входы электронного блока 1 О частотно-фазо- З 0 вой автоматической подстройки соединены с выходами второго фотоприемника 8 и стабильного радиогенератора 12, а выход - с пьезоэлементом 11.Двухчастотная интерферометрическая 35 система работает следующим образом,Излучение лазеров 1 и 2 поступает в блок оптического смешения, который включает в себя два полупрозрачных зеркала 3 и 4 и одно плотное 5, отра жающее с обеих сторон по 1007. Роль этого блока: путем расщепления и пространственного совмещения световых пучков произвести оптическое смешение лазерных полей на фотоприемниках 7 и 45 8. Так как перемещение призмы 6, укрепленной на объекте, приводит к изменению частоты порции излучения лазера 1, то на втором фотоприемнике 8 вьщеляется сигнал биений тока на час- б 0 тоте, равной исходной разности частот двух лазеров, тогда как на первом фотоприемнике 7 вьщеляется сигнал с частотой, отличающейся от исходной разности на величину доплеровского сдвига, определяемого скоростью движения объекта. Сигналы с фотоприемников поступают на реверсивный счетчик 9, регистрирующий перемещение в виде набе 23 2га фазы и подсчитывающий целое число фазовых циклов. При перемещении. призмы 6 на величину Ъ/4, где Ь - длина волны лазерного излучения, раз-, ность фаз сигналов биений двух фотоприемников совершает один цикл, т.е.оизменяется на 360Для нормальной непрерывноч работы системы с высокой, чувствительностью и точностью необходимо, чтобы разность частот двух .лазеров в течение большого промежутка времени оставалась постояннойЭлектронный блок 10 частотно-фазовой автоматической подстройки стабилизирует эту разность.1На два входа блока 10 подается сигнал с второго фотоприемника 8 на частоте- 1, где 4, и 1 оптические частоты и сигнал со стабильного радиогенератора 12 на частоте Го Блок 10 вырабатывает управляющее напряжение, пропорциональное разности частот Е - (1, - ) и подает его на пьезоэлемент, на котором закреплено зеркало резонатора лазера 2. При этом частота лазера 2 изменяется таким образом, чтобы разность частот , -1 быпа с фазовой точностью равна частоте Г, опорного радиогейератора 12. Таким образом, статическая ошибка при измерении отсутствует, а динамическая не превышает 1 Гц за время измерения, Это означает, что спектр .сигнала биений двух связанных лазеров имеет ширину Ь 1 сс 1 Гц. формула изобретения Двухчастотная интерферометрическая система для измерения линейных перемещений, содержащая первый и второй лазерные источники света, предназначенные для излучения первого и второго параллельных потоков различной частоты, блок оптического смешения световых потоков, состоящий из первого и второго полупрозрачных зеркал, расположенных под углом по ходу первого и второго световых потоков соответственно, и двустороннего зеркала, расположенного перпендикулярно второму световому потоку, призму полного внутреннего отражения, предназначенную для связи с объектом, первый и второй фотоприемники, установленные на первом и втором выходах блока оптического смешения световых потоков, реверсивный счетчик, первый и второй1362923 Составитель О.НесоваТехред Л.Олейник Корректор В.Ыутяга Редактор М.Петрова Заказ 6354/26 Тираж 677 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская нйб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 входы которого соединены с первым ивторым фотоприемниками соответственно, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, она снабжена электронным блоком частотно-фазовой автоматической подстройки, пьезоэлементом, связанным с вторым лазерным источником света, стабильнымрадиогенератором, первый и второйвходы электронного блока частотно-фазовой автоматической подстройки соединены с выходами второго фотоприемника и стабильного радиогенераторасоответственно, а выход - с пьезоэлементом.