Интерферометр для измерения углового и линейного положения объекта

З СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИН 1)4 С 01 В 902, 11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГИНТ СССР ИЗОБРЕТЕНИИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский институт точноймеханики и оптики и Научно-производственное объединение ВНИИМ,им, Д.И,Менделеева(56) Авторское свидетельство СССРУ 1288498, кл . С О 1 В 9/02,08.04,85,(54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯУГЛОВОГО И ЛИНЕЙНОГО ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности К устройствам для измерения угловых и линейных перемещений. Цель изобретенияповьппение точности измерения путемснижения требований к точности переИаЮ ОПИСАНИК АВТОРСКОМ БО 1506269 мещения подвижного звена. Интерферометр построен по двухлучевой схеме,в обоих плечах которой устанавливаютуголковые отражатели 3 и 4, предназначенные для установки на объект,Дпяповышения чувствительности измеренияв ветви интерферометра вводят отражатели 5 и 6 и автоколлимацнонные зеркала 7 и 8. Отражатели 5 и 6 устанавливают напротивоотражателей 3 и 4так, что обеспефывается многократное прохождение светового пучка. Автоколлимационные зеркала 7 и 8 возвращают световой поток в обратномнаправлении и обеспечивают наложениеинтерферирукщих лучей. Изменениечувствительности измерения производят смещением отражателей 5 и 6, светоделителя 2 и фотоприемника 9 вдольоптической оси источника 1 монохроматического излучения, образующихподвижное звено, 1 ил.Излучение от источникамонохроматического излучения делится на два 45 пучка светоделительной поверхностью светоделителя 2Один иэ образовавшихся пучков, отраженный от светоде" лительной поверхности, светоделителя 2 направляется к отражателю 3 (луч 1). Пройдя отражатель 3, световой пучок направляется к отражателю 5 (луч 11) . Далее световой поток, попеременно отражаясь отражателями 3 и 5, продолжает распространяться в первоначальном направлении(лучи 111, 1 Ч,Ч,Ч 1) до тех пор, пока вышедший иэ отражателя 3 луч (луч Ч 1) не попадает на автоколлимационное 3 350Изобретение относится к измерительной технике, а именно к интерференционным измЕрителям линейных иугловых перемещений объекта,Цель изобретения - повышение точности измерения путем снижения требований к точности перемещения подвижного звена,На чертеже изображена принципиальная схема интерферометра для измерения углового и линейного положения объекта.Интерферометр содержит последовательно расположенные источник 1 монахроматического излучения, например Не-Ме лазер и светоделитель 2,первый и второй двугранные 90-градусные отражатели 3 и 4, предназначенные для установки на объект (непоказан), третий и четвертый отражатели 5 и 6, оптически связанные сотражателями 3 и 4 и расположенныенапротив них таким образом, что вершины первого и второго отражателей 3и 4 смещены вдоль оптической оси монохроматического излучения на величину К, два неподвижных автоколлимационных зеркала 7 и 8 и фотоприемник 9,Светоделитель 2, третий и четвертый отражатели 5 и 6 и фотоприемник 9установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси источникамонохроматического излучения и образуют подвижное звено,Одна иэ отражающих поверхностейтретьего отражателя 5 находится водной плоскости со светоделительнойповерхностью светоделителя 2.Интерферометр работает следующимобразом62691 О1520253040 зеркало 7. Отраженный зеркалом 7 световой поток распространяется в обратном направлении, возвращаясь к светоделителю 2.Второй луч, образованный светоделителем 2, проходит к отражателям 4 и 6, В этой паре отражателей 4 и 6обеспечивается распространение светового потока, аналогичное распространению в паре отражателей 3 и 5.В светоделителе 2 происходит наложение интерференционных, лучей. Результирующий световой поток попадаетна светочувствительную площадку фотоприемника 9, вызывая измененияфототока. По изменениям фототока осуществляется измерение разности оптической длины плечей интерферометра,В том случае, когда отражатели 3 и 4связаны с объектом и поворачиваются совместно с ним вокруг оси, находящейся на прямой, соединяющей вершины отражателей 3 и 4 на равном расстоянии от них, указанная разность хода характеризует синус угла поворота объекта. А в случае, когда лишь один отражатель 3 или 4 связан с объектом иперемещается вместе с ним, а все остальные отражатели остаются неподвижными, по измеренной разности хода судят о линейном перемещении объектаЧувствительность измерений в инт рферометре определяется числом прохождения светового пучка в парах оптически связанных отражателей 3 и 5,4 и 6. Последнее зависит, при неизменных габаритах этих отражателей,от величинысмещения их вершин.Учитывая, что интервал между сосед -ними лучами равен 2 У, расстояние 1от биссектрисы 90-градусного угла отражателя (3 или 4) до светового пучка с порядковым номером и, падающего на автоколлимационное зеркало 7,или 8, можно выразить следующим образом1= (и) с - х,Из этого выражения следует, чтоувеличение У приводит к смещениювлево луча с порядковым номером и изамене его лучом с меньшим порядковым номером (при неизменном положении автоколлимационного зеркала).Габариты отражателей расчитываются из условия обеспечения максимального числа прохождений (т,е, миниФормула изобретения 20 Составитель Л.ЛобзоваТехред,М.Моргентал Корректор Э.Лончакова Редактор В,Бугренкова Заказ 5417/41 Тираж 683 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета во изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 5 150626 мальной требуемой чувствительности), из этого условия определяется положение автоколлимационных зеркал и производится общая юстировка оптической схемы интерферометра.Перестройка интерферометра осуществляется смещением отражателей 5 и 6 совместно с фотоприемником 9 и светоделителем 2 на расчетную величину с обеспечением нового значения д . 15Интерферометр для измерения углового и линейного положения объекта, содержащий последовательно расположенные источник монохроматического излучения и светоделитель, четыре двугранных 90-градусных отражателя,9 6первый и второй из которых предназначены для установки на объекте, атретий и четвертый расположены напротив них так, что вершины первогои второго отражателей смещены вдольоптической оси источника монохроматического излучения относительно соответствующих вершин третьего и четвертого отражателей, а одна иэ отражающих поверхностей третьего отража- .теля находится в одной плоскости сосветоделительной поверхностью.светоделителя, два автоколлимационныхзерщла и фотоприемник, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, светоделитель, третий и четвертый отражатели и фотоприемник установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси источника излучения.