Способ определения перемещений

(5)5 6 01 В 9/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИЯ ОСУДАРСТВЕНЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляпрецизионных измерений перемещенийразличных обьектов, Цель изобретения -увеличение точности измерения. Излучение одночастотного лазера 1 поступает в много- лучевой интерферометр Физо, одно из зеркал которого связано с измеряемым обьектом измерения. При каждом изменении расстояния между зеркалами на величину 1/2 через фотоприемники 6 и 7 проходит одна интерференционная полоса. Более точное измерение расстояния определяют посредством измерения дробной части порядка интерференции в некоторой отсчетной точке Х по формуле Яы -4 /2 (й+ и, где й - целая, гп - дробная части порядка интерференции в точке Хь 2 ил.50 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионных измерений перемещений различных объектов.Цель изобретения - увеличение точности измерения перемещений.На фиг.1 изображена принципиальная схема измерительного устройства, реализующего способ измерения перемещений по данному изобретению; на фиг.2 - работа предлагаемого устройства, разрез А-А на фиг.1,Устройство, реализующее способ, состоит из одночастотного лазера 1, расположенных последовательно по ходу лазерного луча коллиматора 2, многолучевого интерферометра Физо, состоящего из двух плоских зеркал 3 и 4, одно иэ которых (например, зеркало 3) перемещается параллельно направлению распространения лазерного луча и связано с объектом, перемещение которого необходимо измерить, и фотоэлектронного блока счета интерференционных полос 5, содержащего два фотоприемника 6 и 7 и фотоприемную линейку 8,Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.Излучение одночастотного лазера 1 после коллиматора 2 поступает в измерительный многолучевой интерферометр Физо (зеркала 3 и 4). При изменении расстояния между данными зеркалами, вызванном перемещением одного из зеркал (в данном случае зеркала 3) интерференционные полосы плавно перемещаются по оси Х. Направление перемещения интерференционных полос зависит от знака изменения расстояния между зеркалами. При каждом изменении расстояния между зеркалами на величинуА/2 через фотоприемники 6 и 7 проходит одна интерференционная полоса, В зависимости от очередности засветки фотоприемников счетчик интерференционных полос прибавляет или вычитает единицу из накопленного числа, соответствующего изменению расстояния между зеркалами в единицах А/2.Более точное измерение расстояния между зеркалами определяют посредством измерения дробной части порядка интерференции в некоторой отсчетной точке Х(фиг,2). Расстояние между зеркалами в данной отсчетной точке связано с порядком интерференции следующим соотношением8 х ф + п)1А(1) где ч - целая, а в - дробная части порядка интерференции в точке Х.Изменение расстояния между зеркалами соответственно равно 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ЛЬс = 2(М + (в 2 - п 1)(2)где М " 82 - ч 1 - количество интерференционных полос, прошедших через отсчетнуюточку ХГ;в 1 и гп 2 - дробные части порядков интерференции в точке Х 1 в начале и в концеперемещения соответственно.Поскольку а - -где- расстояние до ближайшей к точке Хинтерференционной полосы со стороны ребра клина;- расстояние между интерференционными полосами соседних порядков интерференции, то дробную часть порядкаинтерференции определяют, измеряя указанные расстояния, Например, дробную частьпорядка интерференции измеряют при помощи фотоприемной линейки 8, выбрав в качестве отсчетной точки положение К фотоэлемента данной линейки (фиг.2) и т.п.Иэ уравнения (2) видно, что точностьизмерения длин и перемещений зависит отточности опрееления положения интерференционных полос, Ошибка определенияизменения длины интерферометра, вызванная неточностью определения величиныдробной части порядка интерференции равна27 2 ) (3)АА 1причем д =где Г - острота интерферометра;Р - величина, характеризующая разрешение фотоприемного устройства.Обычно Г ф 20 - 30, а Р 10 - 50. Подставляя данные значения в уравнение (3)получаем, что чувствительность к изменению расстояния между зеркалами можетбыть равной "А /400 -А /3500. Определение. перед каждым вычислением дробной части порядка интерференции позволяет исключить ошибки, связанные с небольшимиизменениями угла клина многолучевого интерферометра Физо при перемещении одного из зеркал.Формула изобретенияСпособ определения перемещений, заключающийся в том, что связывают одно иззеркал многолучевого интерферометра Физо с объектом измерения, направляют монохроматическое излучение на объектизмерения, регистрируют на выходе интерферометра интерференционную картину,по числу полос которой и направлению ихперемещения определяют величину их пе-.ремещения отличающийся тем,что.1666918 Х Составитель О.Несоваэктор М.Кобылянская Техред М.Моргентэл Корректор О.Кравцова Заказ 2517 Тираж 385 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская нэб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 с целью увеличения точности, определяют дробную часть в 1 и вз полос интерференционной картины в некоторой точке Хь а величину перемещения Ь 3 определяют по формулеЬБ = фМ + (гпту - в),А где А - длина волны излучения;М -И 2 - Й 1 - количество интерференционных полос, прошедших через точку Х 1;й 1 и И 2 - целые части порядков интер ференции в точке Х 1 в начале и в концеперемещения соответственно.