Устройство для измерения малых перемещений

СОЮЗ СОВГСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН а 9) аО 1 А ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АНИЕ ИЗОБ ВИДЕТЕЛЬСТВУ ТОРСК(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯМАЛЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее последовательно установленные источникмонохроматического излучения, светорасщепитель, светоделитель и оптический элемент, зеркало, устанавливаемое на общем основании с контролируемым объектом и оптически связанное со светоделителем, два фото 79783/25-2.07.84. БюлП.Сизов и5.854 (088Авторское9,кл. СО приемника, оптически связанных соптическим элементом, и блок регистрации с фазометром, подключенный квыходам фотоприемников, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения чувствительности устройства и точности производимых измеренийоно снабжено вторым светоделителем,установленным между первым светоделителем и оптическим элементом параллельно первому светоделителю,узлом сдвига частоты излучения, оптически связываемым через светоделители с зеркалом и контролируемымобъектом, и двумя полосовыми фильтрами, входы которых подключены квыходам фотоприемников, а выходы -к фазометру.1 1104Изобретение относится к измери- р.тельной технике и может быть использовано, в основном, для измерениямалых перемещений или вибраций.Известно устройство для измерениямалых перемещений, содержащее последовательно установленные источникмонохроматического излучения, светорасщепитель, светоделитеяь и оптический элемент, зеркало, устанавли Оваемое на общем основании с контролируемым объектом и оптически связанное со светоделителем, два .фотоприемника, оптически связанных соптическим элементом, и блок регистрации с фазометром, подключенный квыходам фотоприемников 1 .Недостаток известного устройства - невысокая чувствительностьустройства и точность измерений,обусловленные длиной волны используемого излучения, разрешающей способностью фотоприемников и регистратора и точностью работы используемого фотоэлектрического устройства. 25Цель изобретения - повышение чув-,ствительности устройства и точностипроизводимых измерений,Эта цель достигается тем, чтоустройство для измерения малых пере 30мещений, содержащее последовательноустановленные источник монохроматического излучения, светорасщепитель,светоделитель и оптический элемент,зеркало, устанавливаемое на общемосновании с контролируемым объектом,35и оптически связанное со светоделителем, два фотоприемника, оптическисвязанных с оптическим элементом, иблок регистрации с фазометром, под 40ключенный к выходам фотоприемников, .снабжено вторым светоделителем,установленным между первым светоделителем и оптическим элементом параллельно первому светоделителю, уз-45лом сдвига частоты излучения, оптически связываемым через светоделители с зеркалом и контролируемым объектом, и двумя полосовыми фильтрами,входы которых подключены к выходам50фотоприемников, а выходы - к фазометру. 361 2щепитель 2, светоделители 3 и 4, узел 5 сдвига частоты, объект 6 измерения, зеркало 7, установленное на общем основании с объектом 6, оптический элемент 8, два фотоприемника 9 и 10, два полосовых фильтра 11 и 12, фазометр 13.Светоделители 3 и 4, узел 5 сдвига частоты, объект 6 измерений и зеркало 7 оптически связаны между собой и образуют область А многократного отражения. Вход светоделителя 3 оптически соединен со светорасщепителем 2, а выход светоделителя 4 через оптический элемент 8 оптически связан с фотоприемниками 9 и 10. Фотоприемники соедийены с узкополосными фильтрами 11 и 12, выходы которых подсоединены к фазометру 13.Устройство работает следующим образом. Пучок света ОКГ 1 делится расщепителем 2 на два параллельных луча, которые вводятся в область многократного отражения А между светоделителями 3 и 4. Некоторая их часть (определяемая коэффициентом пропускания светоделителя 4) в виде лучей а и Ь выходит из области А через светоделитель 4. Основная же часть световой энергии (определяемая коэффициентом отражения светоделителя 4) направляется светоделителем 4 на узел 5 сдвига частоты. Отразившись от него, лучи света уменьшают частоту на величину Я и направляются светоделителями 4 и 3 на исследуемый объект 6 и зеркало 7, установленное на общем основании с объектом 6. При смещении исследуемого образца 6 в направлении падающего на него луча на величину Ь лучи приобретают дополнительную разность хода, равную 2 Ь . Отраженные лучи направляются светоделителем 3 к светоделителю 4. С этого момента процесс повторяется: часть световой энергии выводится из области А в виде лучей а и Ь, а часть направляется на узел 5, уменьшается по частоте и попадает на объект 6 и зеркало 7 и т.д.На чертеже изображена блок-схема устройства для измерения малых пере" мещений.Устройство содержит последовательно установленные источник малохроматического излучения ОКГ 1, светорасСигналы с фотоприемников 9 и 10 поступают на фильтры 11 и 12, настроенные на частоту ш Я, где значение ш определяется кратностью прохождения излучения области А многократного отражения.3 110436фазы сигналов, снимаемых с фотоприемников 9 и 10, отличаются друг от друга на величину щ 2 К Е, где К - волновое число, Ь - величина смещения исследуемого образца.5 Значение величины смещения Я выбирается с учетом требуемой точности измерений, диапазона изменений 1 4измеряемой величины перемещения Ь и реализованного в устройстве коэффициента умножения щ.Введение в устройство дополнительных элементов, образующих область многократного отражения со сдвигом частоты позволяет в несколько раз повысить чувствительность устройства и точность измерений.