Устройство для измерения смещения контролируемой поверхности

(22) Заявлено 19.04.76 (21) 2356485/25-28с присоединением заявки РЬ 1) М. Кл. 6 01 В 11/О Гкуйаратаепей аеапет) Прноритет публнковаио 25.10.78.бюллетень Ж 39 ата опубликования опнсаняя 30,08,7872) Авторы изобрете А, Арбузов и А. Г. Полеш втоматикн и электрометрии Сибирского отделе АН СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕНИИ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИагма. За микродитоприемник, выходинхронному детек ЪИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения малых п ремешений контролируемой поверхности.Известны устройства, предназначенные а для контроля положения изображения и со держащие последовательно установленные объектив с сервосистемой, призму Волас" тона, дифракционную решетку и поларизационную светоделительную пркзму, у емеж а ных граней которой установлено Ко фотоприемнику, выходы которых подключены к , дифференциальным входам усилителя 1Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изоб З ретению является устройство для измерения смещения контролируемой поверхности, содержащее оптически связанные источник монохроматического излучения, светоделительиый кубик, объектив, зеркало, установ ленное на электрическом вибраторе, и другой светоделительный кубик у смежных граней которого установлено но объективу, в фокальных плоскостях которых расположены, соответственно, контролируемая по верхность и микродиафрафрагмой установлен фокоторого подключен к стору 2,Для повышения быстродействия измерения источник излучения выполнен с вращающейся плоскостью поляризации, а напротив двух других граней светоделительногокубика размещены соответственно кристаллооптическая бифокальная линза и последовательно установленные поляроид и дополнительный фотоприемннк выход которого подключен к управляющему входу синхронного детектора.Для обеспечения линейности измерениямикродиафрагма расположена между фокальными плоскостями кристаллической бифокальной линзы,Кроме того, с целью расширения д апазона производимых измерений межд кристаллической бифокальной линзой, м родыафрагмой и соответствующими гран ми светоделнтельного кубика установле по объективу.1. Устройство для измерения смещенияконтролируемой поверхности, содержащееоптически связанные источник монохрометического излучения, светоделитедьный кубик., расположенные напротив одной изграней кубика микроднафрагму и фотопрнемник, синхронный детектор, вход которо-,го подключен к выходу фотоприемника,о т л и ч а ю щ е е с а тем, что, с цедью повышения быстродействия измерения,источник излучения выполнен с вращающейся плоскостью поляризации, е напротивдвух других граней светоделительного кубика размещены соответственно крнстеллооптическая бифоальнея линза и последовательно установленные поляроид и дополнительный фотоприемник, выход которого подключен к управляющему входу синхронногодетектора.2, Устройство по и. 1, о т д и ч аю щ е е с а тем, что микродиафмгмарасположена между передними фокадьнымиплосостями ристадлической бифокальнойлинзы в3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ е е с а тем, что, с целью расширения диапазона производимых измерений, между кристаллической бифокальнойлинзой микродиафрегмой и соответствующими гранями светоделительного кубикеустановлено но объективу.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Патент Великобритании М 1396712,кл. Я 1 А, 1975.2, Патент США % 3768910,кл. 356-167, 1973. На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого устройства,Оно состоит из оптически связанных двухчастотного лазера 1, светоделительного кубика 2, посдедоватедьно с которым установлены кристаллооптическея бифокальная линза 3 и объектив 4, У одной из боковых граней светоделитедьного кубика установлены последовательно поляроид 5, и фотоприемник 6, е у другой гра ни - объектив 7, микродиафрагма 8 и второй фотоприемник 9. Его выход подключен ко входу синхронного детектора 10, в то время как выход первого фотоприемника 6 подключен к управляющему входу син И хронного детектора 10.Устройство работает следующим обрезом.Световой поток От двухчастотного лазере 1 поступает на светоделительный ку- о бик 2 е Честь светового потоке Отражает ф са в сторону полароида 5 и фотоприемни ка 6. При прохождении линейно-поляризованного света с вращающейся плоскостью поляризации через полароид 5 интенсивность прошедшего света, воспринимаемая фотоприемником 6, е также электрический сигнал на его выходе будут промодулированы по синусоидальному закону. Другая часть светового потока поступает на крис- Зо теллооптическук бнфоедьную линзу 3 и объектив 4. Эта оптическая система имеет две фокадьные плоскости. Световые потоки, фокусируемые в этих плоскостях,поляризованы ортогонально, а их интенсивности меняются во времени по синусоидельм ному закону с постоянным взаимным фаэовым сдвигом в подпериоде из-за вращения плоскости поляризации, Контродируемаа поверхность 11 устанавлнваетса, на О щщмер, посередине между этими пдоскос" тами, Отраженный от нее световой поток поступает обратно не светоделительный . кубик 2 и далее к объективу 7, в фокальной плоскости которого установлена микро диафрагма 8. Плоскость микродиефрагмы 8 оптически сопряжена с плоскостью исходного положения контролируемой поверхности. Выходное напряжение фотоприемника 9 при смещении контролируемой поверх- О ности 11 От исходного положения с достаточной степенью точности линейно зависит от величины смещения.Предлагаемое устройство более эффективно, чем известные, так как его высокое быстродействие в сочетании с большой точностью измерения позволяет регистрировать быстротекущие процессы, а также обеспечивает высокую производительность контроля. Формула иэобретениа629444 актор Т, Шагов Тираж 872 Подударственного комитета Сопо делам.изобретений н от 13035, Москва, Ж-.35, Раушска исноевета Миннстро рытий наба, 45 6057/37НИИПИ Гос ка атентф, г. Ужгород, ул. Проект Филиал ПП Состюитель С, Грачев ехред А. Алатырев Корректор И. Г