Измеритель перемещений

9, куда предварительно заноситсяинформация о длине волны излученияв вакууме стабилизированного лазера1 (Ъ ). При подаче иэ индикаторногоблока 10 сигнала "Начало измерения" 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть ислольовано для измерения линейных перемещений,Цель изобретения - повышение точности за счет снижения погрешностей1Определения дробной части интерференционной.полосы и длины волны лазераЙутем использования резкой эависимости частоты излучения лазера отеличины перемещения зеркала резонаора.На чертеже представлена блок-схема устройства, 15Устройство содержит стабилизироанный лазер 1 (ЛТ), первый дополниельный светоделитель 2, светоделиель 3, измерительный отражатель 4,еферентный отражатель 5, фотоприемик 6, усилитель 7, счетчик 8 импульов, вычислительный блок 9, индика)1 орный блок 10, дополнительный лазерЛ 11) образованный активным элеменом 11 и зеркалами 12 и 13, одно изотоьгл жестко крепится к референтому отражателю 5, поворотное зеркало 14, второй дополнительный светоде-литель 15, дополнительный фотоприемик 16, усилитель 17, частотомер 181 пьезокорректор 19.Устройство работает следующимобразом,Излучение стабилизированного лазера 1 (Л 1) делится первым дополнительным светоделителем 2 на основнойи вспомогательный лучи, распространяющиеся в направлении светоделителя 3и второго дополнительного светоделителя 15 соответственно. Основной луч 40делится светоделителем 3 на референтный луч, распространяющийся к референтному отражателю 5, и измерительный луч, распространяющийся в направлении измерительного отражателя 4, 45перемещение которого измеряется. Отра".зившись, они соединяются в светоделителе 3. В плоскости фотоприемника 6 происходит их интерференция.Последовательно соединенные фотоприемник 6, усилитель 7, счетчик 8 импульсов подсчитывают целое число интерференционных полос (М) число которых подается в вычислительный блок вычислительный блок 9 считывает значение со счетчика 8 импульсов и подает с управляющего выхода электрический сигнал на пьезокорректор 19В результате с помощью пьезокорректора изменяется длина референтного плеча до момента времени, при котором изменяются значения на счетчике 8 импульсов. В этот момент времени вычислительный блок прекращает подачу сигнала на пьеэокорректор. Таким образом, длина референтного плеча такова, что на основной фотоприемник попадает максимум интерференционной полосы, образованной референтным и измерительным лучами. В этом положении референтного отражателя измеряется длина резонатора лазера (ЛТ 1) и . его частота излучения. Частота излучения дополнительного лазера ЛТТ,оптически связанного с основным стабилизированным лазером 1 (Л 1) при помощи поворотного зеркала 14 и двух дополнительных светоделителей 2 и 15, по окончании подачи сигнала с управляющего выхода вычислитель ного блока на пьеэокорректор сравнивается с частотой излучения лазера 1 (Л 1) . Сравнение производится методом оптического гетеродинирования с помощью дополнительного фотоприемника 16, усилителя 17 и частотомера 18, Значение частоты излучения дополнительного лазера (1 ) заносится в вычислительный блок, Оно потребуется при вычислении дробной частиинтерференционной полосы. Далее вычислительный блок сбрасывает показания счетчика 8 импульсов и подает наиндикаторный блок 10 сигнал готов- . ности к измерению (процесс обнуления). После этого происходит перемещение измерительного отражателя 4 иэ точки А в точку В, при этом последовательно соединенные фотоприемник 6, усилитель 7 и счетчик 8 импульсов подсчитывают целое число интерференционных полос. После окончания перемещения вычислительный блок выполняет следующие действия:1. Опрашивает состояние счетчика 8 импульсов. Число, находящееся к этому моменту в счетчике импульсов (Б), есть целое число интерференционных полос, прошедших перед окном фо-., топриемника при перемещении измерительного отражателя 4 из точки А в точку В.2. Подсчитывает дробную чать ин терференционной полосы, Для этоговычислительный блок, непрерывно следя за значением счетчика 8 импульсов, подает с управляющего выхода электрический сигнал на пьеэокорректор 19, По этому сигналу пьеэокорректор увеличивает длину референтного плеча до момента изменения значения на счетчи ке 8 импульсов. В момент изменения значения на счетчике импульсов вычислительный блок прекращает подачу управляющего сигнала на пьеэокорректор, 15Таким образом, изменением длины референтного плеча, достигается попадание на основной фотоприемник максимума интерференционной полосы, образованной референтным и измеритель ным лучами. При таком перемещении референтного отражателя изменяется частота излучения дополнительного лазера(Л 11). Как и в процессе обнуления, эта частота ( , ) определяется 25 путем сравнения с частотой лазера 1 (Л 1) методом оптического гетеродинирования, Перемещение внутри одной интерференционной полосы в вычислительном блоке определяется по форму- Э 0 леОдЬ =Ьо(1) гдеа 1 = /1, - 1, / - частоты излуче 35ния дополнительного лазера Л 11;Ь, - длина резонатора дополнительного лазера 40(Л 11)3. Определяет длину волны излучения лазера 1 (ЛЕ), распространяющегося в воздухе. Для этого вычислительный блок, как и в п.2, опять по дает сигнал на пьезокорректор, по которому происходит дальнейшее увеличение длины референтного плеча до следующего срабатывания счетчика 8 импульсов. В момент изменения значе ния счетчика 8 импульсов вычислительный блок прекращает подачу сигнала и частота излучения дополнительного лазера (Л 11)(0 ) определяется методом оптического гетеродинирования по частоте излучения лазера 1, Значение 1 заносится в вычислительный блок, длина волны излучения лазера 1 (Л 1), распроетраняющегося в воздухе, подсчитывается в вычислительном блоке по формулеЛ,-Я,)бозд(2)о Перемещение отражателя 4 из точки А в точку В подсчитывается в вычислительном блоке по формулеЬ = - И+ дЬ2 )(3) где И Формула изобретения Измеритель перемещений, содержащий лазер, оптически связанные с ним светоделитель, референтный и измерительный отражатели и последовательно соединенные фотоприемник, счетчик импульсов, вычислительный и индикаторный блоки, о т л и ч а юг щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен 1дополнительным лазером, двумя допол нительныки светоделителямипервым и вторым, дополнительным фотоприемни ком, частотомером и пьезокорректором,с установленным на референтном отражателе и кинематически связанным с.дополнительным лазером, выход лазера оптически связан через первый и второй дополнительные светоделителн с дополнительным фотоприемником, вы ход дополнительного лазера оптически- показания счетчика 8импульсов;Ь и Ъ, - из формул (1) и (2) соответственно,Это перемещение фиксируется индикаторным блоком,Устройство мо)кет быть реализовано на следующих элементах: основнойстабилизированный лазер 1 (Л 1)гелий-неоновый лазер типа "СтандартУ"; светоделитель 3 с отраЖателями4 и 5 иэ комплекта ИПЛ-ЗОК; фотоприемники 6 и 16 - фотодиоды ФДК;усилители 7 и 7 - усилители типаУЗ; частотомер 18 - частотомерЧЗ; счетчик 8 импульсовчастотомер 43-38, работающий в режимесчета импульсов; активный элемент11 - активный элемент ЛГН 105, зеркала 12 и 13 - зеркала от ЛГ;вычислительный блок 9 - микроЭВМтипа ДЗ; индикаторный блок 10 иэ комплекта ИПЛ-ЗОК 1.Редактор Н.Рогулич Корректор А,Обручар Тираж 680ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Заказ 3862/37 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 1415065 6связан через второй дополнительный мера подключен к второму входу выдлитель с дополнительным фото- числительного блока, управляющий выприемником, выход которого соединен ход которого подключен к пьезокоррекс входом частотомера, выход частото- тору5 р ф