Интерференционное устройство измерениялинейных и угловых перемещений

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. С 01 В 9/ 22) Заявлен 179 (21) 2840 5-28 исоединеиием заявки Йо сударствеииый комите СССР по делам июбретеиий и открытий(53) ата опубликования описания 0708,81(72) Авторь иэобретв нков и А.В, Щуренков(71) Заявител 54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ И УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙсмеционины 2 ройство обладает остью измерения его чувствительложению светодеИзобретение относится к контрольно измерительной технике и может быть использовано для контроля линейных и угловых перемещений.Известно устройство измерения линейных и угловых перемещений с использованием механической модуляции потока излучения 1.Недостатком устройства является низкое быстродействие.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату кизобретению является интерференционйое устройство измерения линейных и угловых перемещений, содержащее последовательно расположенные источник монохроматического излучения,акустический модулятор, свето- делитель и отражатель, скрепляемый с фъектом, генератор Фиксированной частоты, выход которого подключен к электрическому входу модулятора, фотоприемник и фаэометр, один иэ входов которого связан с выходом генера тора, а другой - с выходом фотоприемника21.Однако такое устнедостаточной точивследствие высокойности к угловому по лнтеля, приводящее нщению регистрируемых нНЫХ ПОЛОС, НО И К И рЭТИХ ПОЛОСеЦель изобретения - повышение точности измерения., Это достигается тем, что устройство снабжено дополнительным Отражателем, оптически связанным со светоделителем, расположенным От модуляторана расстоянии, обеспечивающем прохож-.дение через светоделитель нулевогои первого дифракционных порядков, двумя диафрагмами, установленными между светоделителем и каждым иэ Отражателей, и амплитудной решеткой, выполненной с шагом, равным длине акустической волны в модуляторе, и расположенной между светоделителем и Фотоприемником в плоскости, содержащейточку пересечения оптических осейнулевого и первого дифракционных порядков.На чертеже изображена схема интерференционного устройства иэмерения линейных и угловых перемещений.Устройство содержит источник 1монохроматического излучения,на Опти.ческой оси которого находится под О углом Брэгга акустооптический моду 853378 4лятор 2, возбуждаемый от генератора3 фиксированной частоты, светоделитель4 к отражатель 5, расположенный нормально к нулевому порядку дифракции,отражатель б, расположенный нормМьно к плюс первому порядку дифракции, отраженному от светоделителя 4,5амплитудную решетку 7, расположеннуюиа пути интерферирующих лучей,отраженных от отражателей 5 и б, и проходящую через точку пересечения оптических осей нулевого и первого дифракционнцх порядков, фотоприемник 8 напути светового потока, прошедшего решетку 7, и цифровой фазометр 9, одинкэ входов которого связан с выходомгенератора 3 фиксированной частоты, 15а другой - с выходом Фотоприемника 8.ДиаФрагмы 10 и 11 служат для устранения в каждом плече интерферометра.нежелательнах разноименных потоковдкфракции, не участвующих в процессе 3)измерения. Мощность сигнала генератора 3 такова, что обеспечивает равное распределение интенсивностейнулевого и плюс первого световых порядков акустооптического модулятора.Шаг решетки 7 равен длине акустической волны модулятора 2.Устройство работает следующимобразом,Световое излучение источника 1,дифрагируя на акустической волнемодулятора 2, разделяется на равныепо интенсивности и смещенные почастоте на величину частоты ультразвука нулевой и плюс первый порядкидифракции, которые направляются соот- З 5ветственно к отражателям 5 и б. Отраженные от отражателей световыелучи интерферируют в плоскости амплитудной решетки 7 под углом Ф .а ееэ 1 в- .и образуют интерференцкоиную картину с пространственным периодом д-;-=А, равным длине акустической%волны, Амплитудная решетка пропускает синфаэные по пространственнойФазе участки интерференционной картины так, что Фотоприемнкк 8, стоящий на пути светового потока, прошедшего решетку 7, преобразует световой сигнал интерференционной картиныв электрический Фец вал(Й й+ - ,)Фхгде й - частота генератора 3, х -отнрсительное линейное перемещениеотражателей 5 и б,В процессе измерения цифровой фазометр 9 определяет разность Фаз сигнала 0 и сигнала генератора Овпй й, пропорциональную измеряемому перемещению.При небольших угловых перемещениях светоделителя 4 шаг регистрируемых иьтерференционнцх полос остается практически неизменным, что повышает точность измерения.Таким образом, введение дополнительного отражателя, двух диафрагм и амплитудной решетки, установленных вышеописанным образом, позволяет повысить точность измерения. Формула изобретенияИнтерференционное устройство измерения линейных и угловых перемещений, содержащее последовательно расдоложенные источник монохроматического излучения, акустооптический модулятор, светоделитель и отражатель,скрепляемый с объектом, генератор фиксированной частоты, выход которогоподключен к электрическому входумодулятора, Фотоприемник и Фазометр,один из входов которого связан свыходом генератора, а другой - с выходом фотоприемника, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено дополнительным отражателем, оптически связанным со светоделителем, расположенным от модулятора на расстоянии,обеспечивающем прохождение через светоделитель нулевого и плюс первогодифракционных порядков, двумя диафрагмами, установленными между светоделителем и каждым иэ отражателей, иамплитудной решеткой, выполненнойс шагом, равным длине акустическойволны в модуляторе, и расположенноймежду светоделителем и Фотоприемником в плоскости, содержащей точку пересечения оптических осей нулевогои плюс первого дифракционных порядков,Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Преснухин Л.Н. и др. Фотоэлектрические преобразователк информации.М.: Машиностроение, 1974, с. 203207.2. Авторское свидетельство СССРР 408145, кл. 6 01 В 19/56, 1973853378 Составитель Б. ПотаповС. Суркова Техред С. Мигунова Корре а Эакаэ 5617/12 ВНИИПИ Гос по делам 113035, МосквЖираи 642 Пдарственного комитета СССРиэобретений и открытий, Ж, Рауаская наб., д. сное илиал ППП Патент", г. УагорОд ул. т