Устройство для измерения перемещения объектов и показателей преломления прозрачных сред

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 11 00 9 0 САНИЕ ИЗОБРЕ ЬСТ ОМУ мерительное плечо, отражатель и моду лятор, образующие опорное плечо, д фотоэлектрических преобразователя и вычислительный блок, соединенный с преобразователями, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения, оно снабжено оптическим элементом, расположенным между светоделителем и отражателем, образующим светоделительное плечо, и расщепителем луча, установленным между источником когерентного излучения и интерферометром.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ловы" щения точности измерения изменений показателя преломления прозрачных сред, оптический элемент выполнен в виде объема с заданной оптической длиной ва ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(72) В,Д.Прилепских и В.А,Ханов (71) Новосибирский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и карто. графин и Институт автоматики и электрометрии СО АН СССР(56) Авторское свидетельство СССР В 376653, кл. С 01 В 9/02, 1971Авторское свидетельство СССР 9 586323, кл. С 01 В 9/02, 1974(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТОВ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ПРОЗРАЧ 1 КХ СРЕД, содержащее источник когерентного излучения, интерферометр, включающий свето делитель, отражатель, образующий из 117317720 Йзобретение относится к измерительной технике, а именно к интерференционным измерениям, и может использоваться для прецизионных измере.ний перемещений объектов и измененийпоказателей преломления прозрачныхсред,Целью изобретения является повышение точноСти измерения, а такжеповышение точности измеренияизменений показателя. преломленияпрозрачных сред.На Фиг,1 изображена принципиальная схема устройства для измеренияперемещений объектов и показателейпреломления прозрачных сред, нафиг,2 - взаимное расположение отражателя измерительного плеча и объема с заданной оптической длиной.Устройство для измерения перемещения объектов и показателей преломления прозрачных сред содержит ис"точник 1 когерентного излучения иинтерферометр 2, который включает всебя установленные на пути распространения луча светоделитель 3, отражатель 4 и модулятор 5, образующиеопорное плечо, отражатель 6 и оптический элемент 7, образующие измерительное плечо, расщепитель,8 луча, 30установленный между источником 1когерентного излучения и интерферометром, два фотоэлектрических преобразователя, каждый из которых состоит иэ фотоприемника 9 или 10 и З 5Формирователя 11 или 12 соответствен"но. Входы формирователей 11 и 12 соединены с выходами соответствующих,Фотоприемников 9 и 10, а их выходы -с вычислительным блоком 13, 40Расщепитель 8 луча выполнен в виде призмы, преимущественно из двулучепреломляющего материала. Оптический элемент 7 для измерения перемещений выполнен аналогично отражателю 6, например в виде трипельприэмы. Для измерений изменения показате.ля преломленияпрозрачных сред оптический элемент 7 выполнен в виде объема с заданной оптической длиной, на пример в виде стеклянного столбика.В качестве источника,1 когерентного излучения используется одночастотньй лазер.Устройство работает следующим об 55разом,Коллимированный пучок света отисточникакогерентного излучения,проходя расщепитель 8 луча, делится на два параллельно распространяющих ся пучка. Светоделитель 3 разделяет каждый изпадающих пучков света на два луча. Отраженные от светоделителя 3 лучи направляются на отражатель 4 и модулятор 5, В измерительном плече лучи распространяются к отражателю 6 и оптическому элементу 7. Возвращенные от этих элементов, лучи пространственно совмещаются на светоделителе 3 с соответствующими лучами света, возвращенными светоделителем 4, и интерферируют, Образовавшиеся на выходе интерферометра 2 две пары интерференционных полей регистрируются фотоприемниками 9 и 10, электрические сигналы от которых преобразуются формирователями 1 и 12 в счетные импульсы. Эти импульсы поступают в вычислительный блок 13, где обрабатываются в соответствии с заданной программой.Одна пара образующихся интерферен ционных полей отражает изменения разности оптических длин опорного плеча (оптического пути от светоделитепя 3 до отражателя 4) и измерительного плеча (оптического пути от светоделителя 3 до отражателя 6), Другая пара образующихся интерференционных, полей отражает изменения разности оптических длин опорного плеча и из- мерительного плеча, образованного за счет введения оптического элемента 7, В вычислительном блоке 13 из одного полученного результата постоянно вычитают другой, так что регистрируется изменение разности оптических путей (света) в измеритель" ном плече. При измерении линейных перемещений это оптическая длина между отражателями 6 и 7.Перемещения отражателя 4 опорного плеча с помощью модулятора 5 и изменение под действием внешних условий показателя преломления среды (заполняющей пространство между свето- делителем 3 и отражателем 4, а также между светоделителем 3 и оптическим элементом 7) приводят к синхронному изменению фаз интерференционных сигналов и возникновению в Формирователях 11 и 12 одинакового числа .счетных импульсов. Разность числа импульсов, получаемая в вычислительном блоке 13, равна нулю, и по казания устройства остаются прежнимиИзменение оптической длины между отражателями 6 и 7, например, путем перемещения отражателя 6 измерительного плеча приводит к различному изменению фаз интерференцион-., ных сигналов, что, в свою очередь, ведет к формированию различного числа счетных импульсов в формирователях 11 и 12. По разности числа счетных импульсов в вычислительном блоке 13 рассчитывается величина перемещения отражателя 6 относительно оптического элемента 7.При измерении изменении показателя преломления прозрачных сред геометрические пути лучей одинаковы и в измерительном плече. Оптические же пути у лучей различны: путь одного луча (см,фиг.2) проходит через исследуемую среду (он при ызменении по,казателя преломления соответственно меняется), а другого - через объем с заданной оптической длиной, ко торая практически остается постоянной. Изменение разности этих оптических путей вызывает различные изменения фаз интерференционных сигналов.После преобразования в счетные импульсы и обработки в вычислительномблоке 13 им ставится в соответствиевеличина изменения показатепя преломпения относительно начального (нулевого) отсчета.5 Таким образом, устройство обеспечивает автоматический учет изменениянескомпенсированной длины интерферометра, что увеличивает точность изме.рения.зова Корректо мборская Тираж 651 ударственного изобретений ва, И, Раушз 5037/36ВНИИПИ Гопо делам1 13035, Моск ис омитета СССР открытий кая наб., д,