Устройство для контроля перемещений

5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для контроля положения объектов в инженерной геодезии, точном машиностроении и другихотраслях техники, а также для контроля деформаций.Целью изобретения является повышение точности за счет увеличенияотношения сигнал/шум.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит источник 1светового излучения (например, лаЭер), установленные по ходу излучения Формирователь 2 опорного пуцка,дкустооптическую ячейку 3 (АОЯ 3),связанную с объектом (не показан) ирасположенную под углом Брэгга относительно оптической оси Формирователя 2 опорного пучка, объектив 4 идва приемника 5 и 6 излучения (первый 5 и второй 6 приемники), расположенные соответственно в зоне дифракционного луча и зоне нулевого порядка диффракции, выцитающий элементвходы которого соединены соответственно с выходами первого 5 и второго 6 приемников, последовательно соединенные генератор 8 опорного сигнала и генератор 9 несущей частоты,выход которого соединен с электрическим входом АОЯ 3, и элемент 10измерения временных интервалов (элемент 10 измерения), например триггер,Первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами генератора 8 опорного сигнала и вычитающего элемента 7, а выход является выходом устройства,Устройство работает следующимобразом.Пучок света от истоцника 1 попадает в формирователь 2 опорного пучка,на выходе из которого преобразуетсяв, опорный пучок, который падает подуглом Брэгга к Фронту акустическойволны, создаваемой АОЯ 3 в результате преобразования в ней высокочастот.ного сигнала генератора 9 несущейчастоты, промодулированного импульсом генератора 8 опорного сигнала,В АОЯ 3 опорный пучок в результатеакустооптицеского взаимодействия претерпевает дифракцию. В случае брэг.говской дифракции отклонение светапроисходит только в первый порядокдифракции. Энергия падающего светового излучения распределяется междупроходящим и дифракционным лучами,т.е. между излучением нулевого лучаи первого порядка дифракции, такимобразом, что импульсные сигналы внулевом и первом порядке дифракцииимеют различную полярность (противоположную фазу) и равны по амплитуде.Если приемники излучения имеют идентичные параметры, импульсы на их выходах также равны по амплитуде ипротивофазны,Продифрагировавшая и непродифрагировавшая части опорного пучка попадают в объектив 4. Пройдя объективпродифрагировавшая часть пучкапопадает на первый приемник 5, расположенный в зоне дифракционноголуча и связанный с одним из входоввыцитающего элемента 7. Непродифрагировавшая часть пучка, пройдя объектив, попадает на второй приемник 6,расположенный в зоне нулевого порядка дифракции и связанный с вторымвходом выцитающего элемента 7. Модулирующий импульс с выхода генератора 8 опорного сигнала поступаетна первый вход элемента 10 измерения,переводя его в исходное устойчивоесостояниеВысокочастотный сигнал генератора 9 несущей частоты, промодулированный импульсом генератора 8 опорного сигнала, преобразуется в АОЯ 3 в звуковую волну, которая через промежуток времени, равный времени ее пробега от преобразователя до опорного пучка света, достигает этого пучка и вызывает его дифракцию. Продифрагировавший пучок вызывает появление сигнала на входе первого приемника 5, а непродифрагировавший пучок (нулевой порядок дифракции) вызывает появлениз сигнала на выходе второго приемника 6, по знаку противоположного по отношению к сигналу на выходе первого приемника 5, В вычитающем элементе 7 сигналы противоположного знака складываются, а удвоенный сигнал поступает на вход элемента 10 измерения, переводя его во второе стабильное состояние, тем самым заканчивая процесс измерения, Длительность сигнала с выхода элемента 10 измерения временных интервалов пропорциональна смещению АОЯ 3 относительно опорного светового пучка,Формула изобретения Устройство для контроля перемещений, содержащее источник излучения, установленные по ходу излучения формирователь опорного пучка, акустооптическую ячейку, связываемую с объектом, и расположенную под углом Брэгга Составитель О.СмирновТехред Л.сердюкова Корректор А.Осауленко Редактор И,йулла Заказ 3266 Тираж 485 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,1015 16Точность Фиксации момента времени переброса элемента 10 измерения временных интервалов зависит от отношения сигнал/шум на его выходе.По сравнению с известным в предлагаемом устройстве полезный сигнал увеличивается в два раза в результате использования второго приемника 6 излучения и вычитающего элемента 7, а собственные шумы двух приемников 5 и 6 увеличиваются в -2 раз. Таким образом, отношение сигнал/шум увеличивается в 42 раз, что приводит к соответствующему повышению точности,01515 бк оптической оси формирователя,объектив и приемник излучения, располагаемый в зоне дифракционного луча, блок обработки сигнала, выполнен.5.ный в виде последовательно соединенных генератора опорного сигнала игенератора несущей частоты, выходкоторого соединен с электрическимвходом акустооптической ячейки, иэлемента измерения временных интервалов, первый вход которого соединен свыходом генератора опорного сигнала,а выход является выходом устройства,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности, оно снабжено вторым приемником излучения,устанавливаемым в зоне нулевого по"рядка дифракции, и выцитающим элемен том, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго приемников, а выход соединен свторым входом элемента измерения временных интервалов.