Устройство для измерения угловых перемещений

ЕРЕНИЯ УГя к измерительспользовано для ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетел ьсЬЬ 711352, кл, 0 01.В 11/2(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относитной технике и может быть измерения угловых перемещении. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения влияния дестабилизирующих факторов на результаты измерения. Оптический коммутатор 3 направляет пучки лучей источника 1 когерентного излучения в один иэ световодов 4, выходные торцы которых оптически связаны с входами соответствующих планарных интерферометров 5, Все планарные интерферометры 5 установлены в одной плоскости равномерно в секторах круга, а пластина 15, выполненная в виде сектора из электро1693370 проводящего материала, установлена вблизи плоскости, в которой расположены планарные интерфеоометры 5. с возможностью поворота вокруг оси, Выходной сигнал планарного интерферометра 5, над которым расположена пластина 15, зависит от углового размера пластины 15, находящейся над данным планарным интерферометром 5, т,е, величина этого сигнала определяет Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляизмерения угловых перемещений,Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключениявлияния дестабилизирующих факторов нарезультаты измерения.На чертеже представлена функциональная схема устройства,Устройство содержит источник 1 когерентного излучения и последовательно установленные по ходу пучка лучей источника1 светоделитель 2, оптический коммутатор3, и световодов 4 -4", входные торцы которых оптически связаны с оптическим коммутатором 3, и интерференционных узлов,каждый из которых выполнен в виде планарного интерферометра 5, содержащегосветоделитель 6, блок 7 отражателей, светоделитель 8, фотоприемник 9, на внешнююповерхность планарного интерферометра5 между светоделителями 6 и 8 напыленыэлектропроводящие сегменты 10.Все интерференционные узлы установлены в одной плоскости равномерно в секторах круга так, что блок отражателей 7каждого интерференционного узла располагается ближе к центру круга по отношению к светоделителям 6 и 8 этогоинтерференционного узла, а вход каждогоинтерференционного узла (светоделитель 6), оптически связан с соответствующим выходным торцом световода 4.В каждом интерференционном узле фотоприемник 9 оптически связан с выходнымторцом световода 4 и через светоделитель8, электропроводящий сегмент 10,светоделитель 6, и через светоделитель 8,блок отражателей 7, светоделитель 6,Устройство также содержит фотоприемник 11, оптически связанный через светоделитель 2 с источником 1, блок 12регистрации, входы которого подключены квыходу фотоприемника 11 и выходам фотоприемников 9, а выход которого подключенк управляющему входу оптического комму 5 10 15 20 25 30 35 40 45 угловое положение пластины 15. Сигнал с выхода блока 12 регистрации определяется угловым положением самого планарного интерферометра относительно начального положения и угловым положением пластины 15 над этим планарным интерферометром, т.е, однозначно определяет угловое положение пластины 15 в пределах 360, 1 ил,татора 3, индикатор 13, вход которого подключен к выходу блока 12 регистрации, источник 14 напряжения, и выходов которого подключены к и электропроводящим сегментам 10, пластину 15, выполненную в виде сектора из электропроводя щего материала, установленную вблизи плоскости, в которой расположены планарные интерферометры 5 с возможностью поворота вокруг оси, проходящей через центр круга, в котором расположены интерференционные узлы, и редназначенную для скрепления с обьектом измерения (не показан) и электрически связанную с и+1 выходом источника 14 напряжения.Угловой размер сектора пластины 15 превышает угловой размер каждого интерференционного узла, а радиус сектора пластины 14 равен расстоянию от центра круга до блока отражателей интерференционного узла. Устройство работает следующим образом.Пучки лучей источника 1 когерентного излучения делятся светоделителем 2 на два пучка лучей, один из которых, отразившись от светоделителя 2, попадает на фотоприемник 11, а второй; пройдя через светоделитель 2, попадает в оптический коммутатор 3, который направляет его в один из световодов 4, Далее пучки лучей попадают в один из планарных интерферометров 5.Рассмотрим работу одного из них. Пучки лучей после выходного торца световода 4 делятся светоделителем 6 на два пучка лучей, один из которых попадает на фото- приемник 9, отразившись от блока 7 отражателей и пройдя через светоделитель 8, а второй - отразившись от светоделителя 8. Эти пучки лучей интерферируют друг с другом, и в плоскости фотоприемника 9 образуется интерференционная картина. Фаза одного интерферирующео пучка лучей, прошедшего через блок отражателей 7, изменяется в зависимости от у(лового разме20 Составитель А.ЗаболотскийТехред М.Моргентал Корректор А.Осауленко Редактор О.Головач Заказ 4067 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ра ггластины 15, находящейся над блоком отражателей 7, а следовательно, выходной сигнал фотоприемника 9 зависит от углового положения пластины 15.Два соседних планарных интерферо метра 5 согласовывают таким образом, что угол поворота объекта контроля определяют по тому интерферометру 5, на котором крутизна сигнала наибольшая. Согласование интерферометров 5 обеспечивают за 10 счет подбора соответствующего напрякения на электропроводящих сегментах 10,Оптический коммутатор 3 по сигналу с выхода блока 12 регистрации направляет пучки лучей в тот планарный интерферо метр 5, где величина сигналас выхода фотоприемника 9 удовлетворяет условию где- величина сигнала с выхода фотоприемника 9, пропорциональная мощностиизлучения источника 1 когерентного излучения. 25Для того, чтобы определить, какой изпланарных интерферометров 5 перекрытпластиной 1.5 в начальный момент времени,оптический коммутатор 3 по сигналу с выхо- .да блока 12 регистрации последовательно 30направляет пучки лучей в каждый интерферометр. В случае отсутствия пластины 15над интерферометром 5 величина - можето1 35принимать лишь три значения О, - и 1. От 2личие величины - от этих значений свидеотельствует о наличии над ними пластины15. С выхода блока 12 регистрации на индикатор 13 поступает сигнал, пропорциональный угловому положению планарногоинтерферометра 5, над которым находитсяпластина 15,Предлагаемое устройство обеспечивает 45контроль угла поворота объектов в пределах 360 с высокой точностью, так как дестабилизирующие факторы так же как изменение температуры, воздушные потоки и т,п, не влияют на результаты измерения углового полокения пластины 15 посредством планарного интерферометра,Формула изобретения Устройство для измерения угловых перемещений, содержащее источник когерентного излучения и иптерференционный узел в виде светоделителя, блока отражателей и блока регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения,.оно снабжено оптическим коммутатором, установленным на выходе источника когерентного излучения, световодами, входные торцы которых оптически связаны с коммутатором, дополнительными интерференционными узлами, выполненными аналогично первому интерференциойному узлу и установленными так, что все интерференционные узлы расположены в одной плоскости равномерно в секторах круга так, что блок отражателей каждого интерференционного узла находится ближе к центру круга по отношению к светоделителю этого интерференционного узла, пластиной, выполненной в виде сектора из электропроводящего материала, установленной с возможностью поворота вокруг оси, проходящей через центр круга, в котором расположены интерференционные узлы, и предназначенной для скрепления с объектом измерения, светоделитель каждого интерференционного узла оптически связан с выходным торцом соответствующего свето- вода, число которых равно количеству интерференционных узлов, каждый интерференционный узел выполнен в виде планарного интерферометра на основе планарного волновода, угловой размер сектора пластины превышает угловой размер каждого интерференционного узла, а радиус сектора пластины равен расстоянию от центра круга до блока отражателей интерференционного узла,