Устройство для измерения перемещения объекта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИ 1 ЕСН ИХРЕСПУБЛИК 11 02 9/О 460 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ВСЕСОВсЯН 3 ИЗОБРЕТЕН И ОПИС ББЛ МУ СВИДЕТЕЛЬСТ АВТО 0 АН БССР ктро У 3316144 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯЩЕНИЯ ОБЬЕКТА(57) Изобретениерольно-измерителбыть использованнейных перемещен относится к контой т хинке и мож эмерения ли нтерференци по Изобретение относитсяно-измерительной тти к устройствам пвателей на дифракк р, испоренцион онтрольехнике, в частносервичных преобразофционных решетках в льзующих муаровые ные полосы,для еремещений,ачестве ме или интерфе тсчета лин Цель изоние точерения повыш ени тельности и сти и чув величины перемещения объекта за сч енным терференционно средствами,ставлена схема ния перемещениуменьшения цены ин иполосы оптическимиНа чертеже предройства для измере яобъекта,Устройство соденазначенную для свустановленные по о1 последовательнокой снязью с меройматор 3, еркальнделительный кубик 5 и два фотоприустразом,Ме ким птиче рмироржит меру 1, пред-,язи с объектом,дну сторону мерыи связанные оптиче1 лазер 2, колли"ю призму 4, светоотраженного 4, Пучокем максидифракпниветственноройетна,мов р-г1 и 1 о и и-го порядков формирующих соот и вторую ветви уст,.801518667 но-муаровым полосам, Целью изобретения является повьшение точности ичувствительности измерения эа счетуменьшения цены ичтерференционнойполосы, Для этого устройство снабжендвумя парами призм, расположенныхтак, что дифрагированные пучки после отражения от них распространяютсявдоль направления смещения меры, аотражатели выполнены с возможностьюперемещения и жес;ко закреплены наконцах меры. Такое расположение элементов обеспечивает получение интерференционно-муаровых полос с регулируемой ценой полосы,ил. емника 6 и 7, размещенные по другую сторону меры 1 оптически связанные элементы: в первом плече - пара призм 8 и 9 перед фазовой пластиной 10 и отражателем 11, жестко связанным с ерой 1 и установленным на ее краю; во втором плече - другая пара призм 12 и 13 перед последовательно размещенными второй фазовой пластиной 14 и отражателем 15, также жесткосвязанным с меройи установлна другом ее конце,Устройство работает .следующим абра 1 освещается монохучком от лазера 2, сфго коллиматором 3 и рани зеркальнои призм фрагирует с образован1 О Ь 3 Ые ю е, е 2 рс 1 10 ф 15 20 35 В первой ветви пучок Ь, последова-.тельно проходит призму 8, фаэовуюпластину 10, отражатель 11, причемпосле призмы 8 пучок распространяется параллельна направлению рабочего смещвния меры. Далее пучок Ь возвращав ся отражателем 11 в обратномнаправлении, проходит фаэовую пластину 10, призму 9,и освешает меру насоседнем участке.Во ; торой ветви пучок Ь , пройдяпоследовательно призму 12, фазовуюпластину 14, отражатель 15, вновь фазовую пластину 14, призму 13, такжеосвещает меру на тоы же участке,что и пучокПри движении меры 1 нормально своим штрихОм движутся также и отражатели 11 и 15. Причем, если в однойветви оптическая длина хода луча, на.пример Е увеличивается на й 1 тов другой Ь 2 уменьшается на такую жевеличину ВЬ 2, но с обратным знаком,Суммарное приращение разности ходапучков 1 и Ьв точке сложения равнод х=Ы.,-(-ЬЬ ) =26 Ь, =231,Суммарный пучек, отразившись отграни зеркальной призмы 4, падает насветоделительный кубик 5 и далее нафотоприемники 6 и 1. Цена с.а интерференционно-муаровой полосы рассчитывается по Формуле12 з4( Е )+ где=а /2 ш - цена интерферен,ионнойполосы при смещениитолько одной решетки;Е 2 = 1 =/2 - цена интерференционной полосы при смещениитолько одного из отражателей при неподвижномвтором и неподвижноймере; 45ы - шаг меры;ш=с 1-р,рс 1= 1 Д, , - порядки выделяемых максимумов дифракции.50В общем случае углы падения пучков Ь, и Ь,г на меру могут быть отличны друг от друга и от начальных углов дифракции, под которыми они дифрагируют на первом участке меры 1, На-55 пример, пучок Ь падает под угломравным углу дифракции нтоего порядка, т,е. с 1=2, а пучок Ь - под углом,равным углу дифракции третьего порядка, т,е, р=-3 (знаки учитываютразличные направления падения пучков на меру). Тогда при их взаимодействии с мерой на втором участкеобразуется повторная дифракция, а выделенные порядки ЬЬ 2 интерферируютдруг с другом, При этом цена интерференционной полосы находится из выражения г,е, на порядок мньше, чем шаг са меры,Следовательно, меняя углы падения пучков Ь, и Ь 2 и устанавливая их в заданной комбинации, можно легко переналаживать схему и добиваться нужной цены интерЖеренционно-муаровой полосы. Формула изобретенияУстройство для измерения перемещения объ, кта, содержащее источник когерентного излучения, расположенные по ходу изл учения коллиматор, зеркальную призму, меру, предназначаемую для крепления на объекте, расположенные за мерой по направлению однопорядковых дифракционных максимумов первую Фазовую плас.гинку и первый отражатель и вторун 1 Фазовую пластинку и второй отражатель, расположенный в выходном пучке делительный кубик и расположенные в каждом из разделенных пучков первый и второй фотоприемники, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерения, оно снаб-. жено четырьмя приэнами, установленными попарно в направлении однопорядковых дифракционных максимумов между мерой и фазовыми пластинками и оптически с ними связанными и ориентированными так, что угол отклонения призм составляет величину (90 - Ы ), где с - угол распространения выделяемых дифракционных максимумов, а отражатели выполнены с воэможностью перемещения, установлены на концах меры и жестко с ней связань 1Составитель В,БахтинРедактор И,Касарда Техред Л.Сердюкова Корректор М,МаксимивинецЗаказ 659645 Тираж 683ПодписноеВНИИПЧ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарин, 101