Интерферометрическое устройство для измерения угловых перемещений объекта

О П И С А Н И Е )697809ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РестубпикГопударстееииый кенатет СССР по делам нзайретенкк"(икования описания 25.11.79 Опубли ков Дата опхб 53) УДК 531,74и открыти 2) Автор изобретен А. В. Ляховский Бюро взаимозаменяемости в металлообрабатывающе 1) Заявители промышленности и Министерство стгнкостроительно и инструментальной промышленности СССРРОЙСТВОНИ 1 Ч ОБЪЕ),(54) ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ УДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕ 11 Изооретенце относится к области измерцтслыюй техники и предназначено для измс рения у ловых перемещений объекта. Изобретение может быть использовано для проверки угломерных устройств.Известны ццтерферометрические устройст)а д,я цзмерс)шя у ловых переме(пений Ооъсктд, Основанные нд использовании двсхлучсвого ицтсрферометра типа Майкельсона, со,сержансие плоские отражающие зеркала, устанавливаемые на вращающемся объекте параллельно друг другу, которые вводятся В цросссс измерений в одну из ветвей интерфсро метра 1.Известць)е устройства имеют Ограниченцыс црсде;1 ы измерения угла поворота объекта Вследствие нарушения условий отражения сучсй света в отражак)ших зеркалах при пс)вороте объекта на угол более:90 Ог сре 11 ео положения. Кроме ТОГО, Возможна погрсшнос(ь измерений, Обусловленная эксцентричцостью установки зеркал на объекте.Няиболес б;изкцм техническим решениемявляется интсрферометричсское устройство, содержащее источник света, полупрозрачную цлясти ку для разделения свето)зого пучка на две вс 1 вц, зеркало, служащее для поворота одцс)го из световых пучков на 90, отражательный блок, жестко укрепленный ьд вращак)шех ся объекте, и схему ре)истраиии. Отражательный бток выполнен в виде плоских зеркал. установленных параллельно или под углом Одно к другому 21.Это устройство не обеспечивает непрерывного измсрецця угловых персиспений объекта в пределах от 0 до 30.Целью изобретения является обселсчсцис10непрерывности измерений угловых цсрсмешеций объекта в пределах полного оборота.Укязяццдя ес)ь достигается тем, что Визвестном ццтерфсромстрическом устройстве для изх(ерсцця х глоных псрех)сшсний15 Объекта, сОдспж)11)ем и(т(цик снега, ц,Я(.- тццкх (ля разделен)(я ( ветс)вого цх чка ца ЛВС ЗСТВИ, 3(.РК;1,) ДЛ 51 ПОВОРОТЯ СВСТОВОГО учка Одной ветви Я 90", жеско укрепленный ца цсцьтс (1 ( Объекте отр(1 ж с)т(,1 ьць 1 й 2 с)0,1 ОК (. ВЕРНЯ )Я(И )ЯОО.И В(.ГВЦ Ц ВСГВИ срявц(цц 51. ц (хсм 1)сстр)1 ци. Отряжяте,1 ь н 1 Й Олок Вь(пс), (н( В Виде н)с НО Р(1 с(10,10- жс 11 11 х Вь)1( к. к, 11 л 1 Н;)р)чсс;1 х зс 1)кдл, црц чем поверх Гн)(ть зеркя. )д Ветви ср(1(цения имеет вид кругового цилиндра, а профиль поверхности зеркала рабочей ветвиимеет вид спирали Архимеда. Благодарятакому выполнению устройства обеспечивается непрерывность угловых перемещенийобъекта в пределах от 0 до 360,На фиг, 1 изображена принципиальнаясхема интерферометрического измерительного устройства вместе с измеряемым объектом; на фиг. 2 - вид профилей зеркал.Интерферометрическое измерительноеустройство содержит источник света 1, полупрозрачную пластинку 2 для разделения светового пучка на две ветви, поворотное зеркало 3, служащее для поворота одного из световых пучков на 90, отражательный блок,выполненный в виде соосно расположенныхзеркал 4 и 5 с криволинейными поверхностями, схему регистрации 6, обеспечивающуюнаблюдение интерференционной картиныи счет полос. Зеркало 4 введено в ветвь 7сравнения, а зеркало 5 - в- рабочую ветвь 8интерферометра. Отражательный блок жестко укреплен на измеряемом объекте 9.Отражающая поверхность зеркала 4 представляет собой круговой цилиндр, а профильотражакпцей поверхности зеркала 5 естьфункция угла поворота объекта, обеспечивающая линейную зависимость между угломповорота и оптической длиной рабочей ветви.В качестве отражающей поверхностизеркала 5 использована спираль Архимеда.Для измерения угловых перемещений в пределах от 0 до 180 может быть использованаэвольвента.Устройство работает следующим образом.При вращении измеряемого обьекта 9 отражательный блок в виде зеркал 4 и 5 вращается вместе с ним. Поскольку зеркало 4 имеет криволинейную поверхность в виде крутового цилиндра, оптичсская длина ветви 7, в которой оно установлено, не изменяется. Оптическая же длина ветви 8 будет изменяться при вращении об ьекта вместе с отражательным блоком, поскольку установленное в этой ветви зеркало 5 имеет криволинейную поверхность с переменным радиусом-вектором. В связи с этим при вращении объекта в схеме регистрации 6 будет наблю 1даться перемещение интерференционных полос, а количество переместившихся полос будет соответствовать угловому перемещению вращающегося объекта.Выполнение зеркал отражательного блока с криволинейными поверхностями, одна из которых представляет собой круговой цилиндр, а другая выполнена из условия, что ее радиус-вектор есть заданная функция угла поворота измеряемого объекта вместе с отражательным блоком, позволяет обеспе чить непрерывное измерение угловых перемещений объекта в пределах от 0 до 360, поскольку обе эти криволинейные поверхности - осесим метрич ные.Кроме того, соосная установка зеркалв отражательном блоке позволяет повысить точность измерения за счет исключения поягрешности от наличия эксцентриситета при закреплении отражательного блока на измеряемом объекте, так как эта погрешность одинаково влияет на изменение оптической гр длины обеих ветвей интерферометра. формула изобретенияИнтерферометрическое устройство для2 измерения угловых перемещений объекта,содержащее источник света, пластинку дляразделения светового пучка на две ветви,зеркало для поворота светового пучка однойзо ветви на 90, жестко укрепленный на испытуемом объекте отражательный блок с зеркалами рабочей ветви и ветви сравнения,и схему регистрации, отличающееся тем, что,с целью обеспечения непрерывности измерений в пределах полного оборота, выполненотражательный блок в виде соосно располо 3 венных выпуклых цилиндрических зеркал,причем поверхность зеркала вегви сравненияимеет вид кругового цилиндра, а профильповерхости зеркала рабочей ветви имеетвид спирали Архимеда.40Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 154059, кл. С 01 В 9/02, 1970.2. Авторское с;идетельство СССРМо14105, к С 01 В 9/02, 1957 (прототип).оставитель В ред О. Лугов844 Тираж ПИ Государственного ком делам изобретений н о Москва, Ж - 35, Раушска П к Патент, г. Ужгород, 113035,филиал П