Устройство для измерения перемещений

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Ю Ш) со ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕЛЬСТВ У ВТОРСКОМУгосудАРственный номитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ 1 ННТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРМЕЩЕНИЙ(57) Изобретениетельной технике.повышение точностпазона измерениярая достигается зния измеряемого иние частоты излучлазера в вакууметы излучения опоруме. В вычислителся программа переуказываются кодывода 11, пьезокоферийных узлов ис ними вычислитерезонатора иэмернахождении второчальном положени относится к измериЦель изобретения- и и расширение диаперемещений, кото- а счет преобразоваеремещения в измене- ения измерительного относительно часто- ного лазера в вакуьный блок 9 заноситмещения, в которой частотомера 7, прирректора 8 как пери- способы взаимосвязи льного блока 9, длина ительного лазера при го зеркала 5 в наи. В начальном сосгтоянии разностная частота излучений опорного и измерительного лазеров, фиксируемая частотомером 7, поступает в вычислительный блок 9. Если значение разностной частоты отлично от нуля, вычислительный блок 9 вырабатывает сигнал, поступающий в управ" ляющий блок 10, который увеличивает напряжение, подаваемое на пьезокорректор 8, который изменяет длину резонатора измерительного лазера.Таким образом, изменением длины резонатора измерительного лазера достигается совпадение частот .излучений опорного и измерительного лазеров. Вычислительный блок 9 в соответствии с программой перемещает второе зеркало 5 вдоль оптической оси измерительного лазера, при этом изменяется длина его резонатора и, следователь" но, значение раэностной частоты из" лучений измерительного и опорного лазеров. Вычислительный блок 9 подсчитывает сколько раз частота излучений лазеров совпала, а также частоту излучения измерительного лазера, когда второе зеркалонаходится в крайнем положении. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.45 50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионных измеренийперемещений,Цель изобретения - повышение точ"ности и расширение диапазона измерения перемещений.Указанная цель достигается засчет преобразования измеряемого перемещения в изменение частоты излучения измерительного лазера относительно частоты излучения опорноголазера.На чертеже изображена блок-схемапредлагаемого устройства,еУстройство для измерения перемещений содержит оптически связанные через светоделитель 1 опорный лазер 2и измерительный лазер, образованныйактивным элементом 3 и зеркалами 4и 5, фотоприемник 6, подключенный кнему частотомер 7, снабженный выходным регистром для вывода информациив двоично-десятичном коде, и пьеэокорректор 8, закрепленный на первомзеркале 4 измерительного лазера, Квыходному регистру частотомера подключен программируемый вычислительный блок 9, программно задающий работу управляющего блока 10, управляющего длиной резонатора измерительного лазера. Для это;о выходы управ"ляющего блока 10 подключены соответственно к пьезокорректору 8 и приводу 11 для перемещения второго зеркала 5 вдоль оптической оси измерительного лазера, образованному шаговымэлектродвигателем, механически свя"занным с микрометрическим винтом, накотором и крепится второе зеркало 5.Устройство также содержит вакуумнуюкамеру 12 с оптическими окнами 13 и14, охватывающую светоделитель 1 иизмерительный лазер.Устройство работает следующим образом,В вычислительный блок 9 пользователем на одном из алгоритмическихязыков программирования, напримерАССЕМБЛЕР, заносится программа пере"мещения, В программе указываются коды частотомера 7, привода 11, пьезокорректора 8, как периферийных узлов,и способы взаимосвязи вычислительного блока 9 с ними, длина резонатораизмерительного лазера, когда второезеркало 5 находится в начальном положении, В программе также укаэыва 10 15 20 25 30 35 40 ются длина волны излучения в вакууме опорного лазера, значение скоростисвета в вакууме, формула для подсчета вычислительным блоком 9 перемещения зеркала из начальной в конечную точку, величина неопределенности фиксации момента совпадения частот излучений измерительного и опорного лазеров, т.е. насколько частоты излучений опорного и измерительного лазеров могут отличаться, чтобы их считать совпадающими.В начальном состоянии разностная частота излучений опорного и измерительного лазеров, Фиксируемая фотоприемником 6 и частотомером 7, в двоично-десятичном коде поступает в вычислительный блок 9, Если значениераэностной частоты отлично от нуля,вычислительный блок 9 вырабатываетлогическую единицу, поступающую вуправляющий блок 1 О, который приэтом увеличивает напряжение, подаваемое на. пьеэокорректор 8. При увеличении напряжения пьезокорректор 8изменяет длину резонатора измерительного лазера, тем самым изменяязначение раэностной частоты, Когдазначение раэностной частоты становит"ся равной нулю, вычислительный блок9 вырабатывает уровень логическогонуля, поступающий в управляющий блок10, который при этом прекращает увеличивать напряжение, подаваемое напьезокорректор 8, Таким образом,изменением длины резонатора измерительного лазера достигается совпадение частот излучений опорного 2 иизмерительного лазеров. Далее вычислительный блок 9 в соответствии с введенной пользователем программой перемещает второе зеркало 5 вдоль оптической оси измерительного лазера иэ начальной точки в конечную. Это и есть измеряемое перемещение. Оно осуществляется с помощью упоав" ляющего блока 10 и привода 11, образованного шаговым электродвигателем, механически связанным с микрометрическим винтом, необходимым для преобразования угловых перемещений оси шагового электродвигателя в линейное перемещение второго зеркала 5. При таком перемещении будет изменяться длина резонатора измерительного ла" эера и, следовательно, значение раэностной частоты излучений измеритель"МЗ + где- длина волны в вакууме излучения опорного лазера; с " скоростьсвета в вакууме; Ь- длина резонатора измерительного лазера, когдавторое зеркало 5 находится в начальной точке,Составитель К.ТавпиновРедактор Е.Папп Техред А.Кравчук Корректор В,Гирняк Подписное Заказ 6373/39 Тираж 683 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Же 35, Раушская наб д. Й/5е еии ееииееееии виве еевиев ефПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 5 15 ного и опорного лазеров. Последовательно соединенные фотрприемник 6, частотомер 7, вычислительный блок 9 подсчитывают сколько раэ частота излучения измерительного лазера совпала с частотой излучения оптически связанного с ним высокостабильного лазера при перемещении зеркала (Я); а также частоту излучения измерительного лазера, когда зеркало 5 находится в конечной точке (Ч ). В вычислительном блоке 9 реализуется подсчет перемещения зеркала по указанной в программе формуле: 167836формула изобретения1. Устройство для измерения перемещений, содержащее оптически связанные через светоделитель опорныйлазер, измерительный лазер, образованный активным элементом и двумязеркалами, фотоприемник, подключенный к нему частотомер и пьезокоррек тор, закрепленный на первом зеркалеизмерительного лазера, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазонаизмерения перемещения, оно снабженовычислительным и управляющим блоками;последовательно подключенными к час"тотомеру, и приводом, предназначенным для перемещения второго зеркалаизмерительного .лазера вдоль его оп тической оси, выходы управляющегоблока подключены соответственно кпьезокорректору и приводу,2. Устройство по и,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено 25 вакуумной камерой с оптическими окнами, охватывающей светоделитель иизмерительный лазер.