Интерференционный компаратор для измерения линейных перемещений

(5)5 6 01 В 9 НИЕ ИЗО ЕНИЯ ЛЬСТВ КОМУ СВ АВ Ю Ю ОО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Симферопольский государственный университет им. М.В.фрунзе(56) Авторское свидетельство СССР М 214093. кл. О 01 В 9/02, 1968.Авторское свидетельство СССР М 227593, кл. О 01 В 9/02, 1969, (54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ КОМПАРАТОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретениеной технике, а им относится к измеритель енно к оптико-интерфе ренционным устроиства для определения линей автоматической компен ной погрешности. Цель шение точности из компенсации компарат При перемещении каре ющим 13 совместно с о няется разность хода и измерительном каналах рирует количество инте лос, прошедших перед наклонах каретки 11 на добавочная разность хо 5 и 6, которая компенси погрешность, 2 ил. м и предназначено ных перемещений с сацией компараторизобретения - повымерений за счет орной погрешности, тки 11 по направлятражателем 7 измеучков в опорном и и счетчик 10 регистрференционных пообьективом 9. При угол у возникает да между зеркалами рует компараторную5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Поставленная цель достигается тем, что интерференционный компаратор для измерения линейных перемещений содержит последовательно установленные источник света, коллиматор и светоделитель формирующий два канала - опорный и измерительный, отражатель, установленный в опорной канале, каретку, установленную с возможностью перемещения вдоль направления измерения, второй отражатель, установленный в измерительном канале и закрепленный на каретке, зеркало, установленное в измерительном канале по ходу пучка после светоделителя, устройство, для наблюдения, связанное с кареткой, снабжен двумя дополнительными зеркалами, установленными на каретке в измерительном канале между вторым отражателем и зеркалом под углом а к второму отражателю наВрасстоянии б =, друг относительно2 з 1 п адруга, и регистратор, установленный на выходе интерферометра, что обеспечивает повышение точности измерений,На фиг.1 приведена схема интерференционного компараторэ для измерения перемещений; на фиг,2 - ход лучей в рабочей ветви интерферометра.Компэратор содержит (фиг,1) последовательно установленные источник 1, коллиматор 2 и светоделитель 3, формирующий два канала - опорный и измерительный, зеркало 4, установленное в измерительном канале по ходу пучка после светоделителя 3, два дополнительных зеркала 5 и 6, два отражателя 7 и 8, регистратор, выполненный в виде объектива 9, расположенного перед электронным счетчиком 10 интерференционных полос, каретку 11, с которой связано устройство 12 для наблюдения, и установленную с возможностью перемещения вдоль направления измерения по направляющим 13 относительно нсподвижной контролируемой меры 14. Отражатель 8 установлен в опорном канале, а отражатель 7 установлен в измерительном канале и закреплен на каретке 11, на которой ус"ановлены дополнительные зеркала 5 и б между отражателем 7 и зеркалом 4 под углом а к отражателю 7 наЯрасстоянии б =, друг относительно ру 2 зпага, где В - расстояние между измерительной плоскостью и осью пучка, отраженного от отражателя 8,Интерференционный компаратор работает следующим образом,Монохроматический свет источника 1 после прохождения коллиматора 2 парал1739188 50 55 лельным пучком падает на светоделитель3. Часть света направляется светоделите-.лем 3 в измерительный канал интерферометра, В измерительном канале пучок света 5зеркалом 4 направляется на дополнительное зеркало 5, отразившись от которого попадает на зеркало 6, и затем, отразившисьот него, попадает на отражатель 7, укрепленный на каретке 11, Отразившись от стражателя 7, пучок света последовательнопроходитв обратном направлении - зеркала 6, 5, 4, светоделитель 3-и поступает черезобъектив 9 в счетчик 10 интерференционных полос. 15Другая часть пучка света от источника 1направляется светоделителем 3 в опорныйканал интерферометра. Отразившись от отражателя 8, пучок проходит светоделитель3 и поступает через объектив 9 на счетчик 10 20интерференционных полос.При перемещении каретки 11 по направляющим 13 совместно с отражателем 7изменяется разность хода интерферирующих пучков и на выходе интерферометра 25перед объективом 9 проходят интерференционные полосы, регистрируемые фотоприемниками электронного счетчика 10.Величина перемещения кареткипри этомравна= К - , где К - число полос, сосчитанЛ 30ных электронным счетчиком, Л- длина волны монохроматического источника света,При перемещении каретки 11 и ее наклонах на угол р вследствие непрямолинейности направляющих возникаеткомпараторная погрешность Л= В р, гдеВ - расстояние между осями контролируемой меры и пучка лучей света, отраженногоот укрепленного на каретке отражателя 7. 40Наклон каретки вызывает также наклон зеркал 5 и 6, который вносит в измерительныйканал интерферометра добавочную разность хода ,Компенсация компараторной погрешности поясняется на фиг.2.Линия АСОВ - путь светового потока отвспомогательного зеркала 4 (точка А) до отражателя 7 (точка В), равный АВСО = АВ == бсоз а, где АВ - отрезок постояннойдлины, параллельный линии ОВ и образующий с линией ВВ прямой угол, где, б -расстояние между параллельно установленными зеркалами; а - угол падения луча назеркало,Приращение оптического пути АСОВ,вызванное наклоном каретки на малый уголу, равно бзи ау, Так как в интерферометресветовой луч проходит путь АСОВ дважды, тодобавочная разность хода ь = 2 бзи ар.При расстоянии б между параллельными зеркалами 5 и 6, равном б =Вкомпара 2 зи аторная погрешность Лавтоматическикомпенсируется разностью хода Ь в рабочей ветви интерферометра,Формула изобретения Интерференционный компаратор для измерения линейных перемещений, содержащий последовательно установленные источник света, коллиматор и светоделитель, формирующий два канала - опорный и измерительный, отражатель, установленный в опорном канале, каретку, установленную с возможностью перемещения вдоль направления измерения, второй отражатель, установленный в измерительном канале и закрепленный на каретке, зеркало, установленное в измерительном канале по ходу пучка после светоделителя, устройство для наблюдения, связанное с кареткой, и регистратор, установленный на выходе интерферометра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен двумя дополнительными зеркалами, установленными на каретке в измерительном канале между вторым отражателем и зеркалом под углом а к второму отражателю на расстоянии с друг относительно друга, определяемом выражениемб =Й/2 зпагде Й - расстояние между измерительной плоскостью и осью пучка, отраженного от второго отражателя,173918810Составитель М.Минин Редактор С,Патрушева Техред М,Моргентал Корректор Н.Король Заказ 1994 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10