Устройство для измерения дробнойчасти сдвига двух системинтерференционных полос

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(5) М. Кл.(;01 В 90 оаудврственный комитетСоввта Министров СССРов,валам изобретенийи открытий(71) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДРОБНОЙ ЧАСТИ СДВИГА ДВ СИСТЕМ ИНТЕРфЕРЕНИИОННЫХ ПОЛОС В ИНТЕРФЕРОМЕТРА 1ЭрИзобретение относится к оптико-атнтерфе ренционным устройствам и предназначено для проведения относительных измерений физических величин. Оно является усовершенст- вовацием устройства, описанного в авт. св. % 124676.В основном изобретении по авт. св. % 124676 (класс (01 В 9/02) описано устройство для измерения дробной части сдви га двух систем интерферен 1 ионных полос, ис- О пользуемое, напримр, при сравнении концевых мер длины. Это устройство содержит интерферометр с двумя системами интерференционных полос, связанными со срКвнивае.Фмыми обьектами, и фотоэлектрический блок 15 для измерения дробной части относительного сдвига двух систем интерференционных полос, Одно иэ зеркал интерферометра выполнено перемешаюшимся, а фотоэлектрический блок включает в себя приспособление о 0 для проектирования двух систем интерференционнык полос, фотоприемники с диафрагмой для регистрации соответствуюших систем полос и фазометр, подключенный к выходам фотоприемников, показания которого прямо, 25 У.пройорциональны относительному сдвигу по лос, т.е. относительному изменению сравнь ваемых величин. Информацию о величине от носительного сдвига полос получают при измерении разности фаз электрических колеба ний от каждой системы полос йри,.их перемешении относительно диафрагмы фотоприемников за счет подвижного зеркала интерферо метра. Перемешение подвижного зеркала осу шествляегся с такой скоростью, чтобы рез кость интерференционной картины сохранялась неизменной в течение времени, необхо димого для отсчета показаний фаэометра. При этом оптимальные значения величины и скорости перемешения определяются соответственно числом электрических колебаний, необходимых для обеспечения точного изме рения разности фаз и быстродействия фазометра.Однако неравномерность и непараллель ность перемешения точек отражающей по верхности подвижного зеркала в известном устройстве приводят к изменению ширины, наклона и флюкгуациям иптерферен ион- . ных полос, т.е. обусловливает появление по509 67 мех, снижающих точность измерений. Кроме того, необходимость выбора оптимальных значений величины и скорости перемещения зеркала исключает возможность применения немонохроматических источников света, поскольку видимость интерференционной картины, например, для белого света, обрашается в нуль при перемещении зеркала на несколько длин волн света. Это ого ничнвает область применения фотоэлектрических интерферометров для измерения относительных величин. Другим недостатком является также возможность непрерывных измерений изменений физических величин в мол ецты оствновок и изменений направления перемеше иия подвижного зеркала интерферометра.Цель изобретения - увеличение помехоустойчивости и обеспечение измерений с нс,- монохроматическими источниками света, а также обеспечение непрерывных измерений 20 относительных изменений физических величин.Поставленная цель достигается тем, чтс.1 в устройство для измерения дробной части, сдвига двух систем ицтерференционных по лос введены генератор пилообразного напряжения, подключенный к преобразователю перемешения подвижного зеркала интерферометра и вызываюший сдвиг интерференционных картин на одну или несколько целых 30 полос, и: фильтры,настроенные на частоту первой гармоники фототока, через которые выходы фотоприемников подключены к фазометру.При перемешенни зеркала ннтерферомет ра по линейному пилообразному закону в пределах одной или нескольких целых полос в измерительных каналах устройства образуется не гармонический сигнал, а непрерывная последовательность синусоцдальных ф импульсов, периоды которых соответственно равны времени прямого н обратного ходов зеркала, Разность фаз первых гармоник этих сигналов оказывается прямо пропорциональной относительному сдвигу ицтерференционных полос Конструктивное решение устройства позволяет реализовать диапазон перемешеция зеркала в пределах одной или нескольких длин волн. Малая величина перелешецця зеркала по закону лццейцой пи 1 ы обеспечивает равномерное н прямолинейное двц:хенце зер.кала, исключает иэл 1 еценця ширины, цаклона и флюктуаици полос, т.е. исключаются 55 помехи, сццжаюшце точность измерений, а также обеспечивается цспрерывцость измерения отцосцтелцых цзмецсццй физических, величин, даже с цел оцохроматцческильц источника ми свста, что расшцояст область 60 4применения фотоэлектрических интерферьметров.На чертеже и казана схема предложенного устройства.Устройство для измерения дробной части сдвига двух систем интерференци(ццых полос содержит интерферометр 1 с двумя системами полос, связанными со сравниваемыми объектами 2, например концевыми мерами длины, и фотоэлектрический блок 3 для измерения относительного сдвига полос. Зеркало 4 интерферометра выполнено перемешаю 1 иимся. Оно установлено нв преобраэователь перемешения пьезокерамического ти- па 5, подключенный к генератору пилообраз ного напряжения 6, вызывающего сдвиг ин- терферениионных, картин на одну или несколько целых полос. Интерферометр также включает в себя источник света 7 с колиматором 8, полупрозрачное зеркало 9 для создания интерферируюших пучков и компенсационную пластину 10 для компенсации на чальной разности хода интерферируюших лучей.Фотоэлектрический блок содержит диаф рагму 11, приспособление 12 для проектирования двух систем интерференциоцных полос, фотоприемники 13 и 14 для регистрации соответствующих систем полос и фильтры 15 и 16, настроенные ца частоту первой гармоники фототока, через которые выходы фотоприемников 13 и 14 подключены к фазометру 17,При возбуждении преобразователя 5 от генератора 6 ца величину, обеспечивающую перемешецие зеркала 4 ца одну или несколь. ко целы х и олос, ца вы ходе дна фра г мы 1 1 появляются переменные составляюшие световых потоков от двцжушихся относительно диафрагмы систем интерференционных полос. Эти световые потоки приводят к появлению на нагрузках фотоприемников 13 и 14 непрерывных последовательностей синусоидаль цых импульсов, длительность которых соот ветствует временам прямого и обратного хода зеркала 4, С ломопью фильтров 15 и 16 из каждой последовательности соответственно выделяются первые гармоники фототока, разность фаз которых измеряется фазометром 17. Показания последнего пропорциональны относительному сдвигу Полос. Изобретение позволяет увеличить помехоустойчивость измерений, расширить область применения фотоэлектрических ицтерферометров, производить цепрерывцые измеренияизмецеций физических величин и упроститьконструкцию известного устройства.509 707 Составитель Я.ец 1 етниковедактор " Сурловская Техре т Т сури Корректор 13 д. Ъ / Тираж 86 аказ 5980 олннсное 111111 1 осударственного когинтсга Совета Министров СС по дслагн иаобрстеиий и открытий Москва, 130;5, 1 ауиискэи наб., 4 илиал ППП фПатент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 формула изобретения Устройство для измерения дробной части сдвига двух с.истем интерференционных полос в интерферометрах по авт. св.Мо 124676, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости и обеспечения измерений с немонохроматическим источником света, оно содерожит генератор пилообразного напряжения,фподключенный к преобразователю перемещения подвижного зеркала интерферометра иобеспечиваюший сдвиг интерференционной 5картины на одну или несколько целых по,лос, и фильтры, настроенные на частоту пефвой гармоники фототока, через которые выходы фотоприемников подключены к фазомет- ру