Интерферометр для измерения углов

(9) (11) В 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМИ ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССРИЯМОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф ;3 г лч, с 1 . :2 (21) 4826256/28 , .:(57) Изобретение относится к измеритель- (22) 22,05.90 .: : ; :, ; . .: ной технике и может быть использованодля (46) 23,08.92. Бал.М 31 . : измерения углов поворота обьектов, Цель (71) Сибирский государственйый научйо-ис- изобретения - поьышение точности измере следовательский институт метрологииний. При повороте платформы триппель- (72)В,В.Копытов,8.Д.Лизуйов, В.М.Весель- призма 13 смещается по двум взаимно ев и Т.В.Набока, ,перпендикулярнйм осям. Смещение трип- (56) Зевчепесй + УЧезестегЬп)е, 1977; т. 85, пель-призмы 13 вдоль оптической оси изме- ЬВ 4, с.166-171.:, :рителя 2 перемещений вызывает смещениеАвторское свидетельство СССР отраженного-от нее пучка лучей: Этот пучок В 1401271, кл, 6 01 В 11/26, 1988. -: лучей попадает н;1 фотоприемник 8, по сиг- (54) ИНТЕ РФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ налу которого блок 9 управления формирует УГЛОВ сигналы, подаваемые йа" прйвод 10 кареткиХ(Р5. Последняя перемещает полупрозрачное зеркало 6 в положение. при котором пучок лучей после отраженйя попадет в центр фотоприемника 8. Для компенсации непрямо- линейности перемещения каретки 5 служит фотоприемник 7, Смещение трийпель-призмы 13 вдоль оси, перпендикулярной оси измерителя 2 перемещений, приводит к появлению разности хода между пучками лучей, отраженных от триппель-призм 12, 13, которая фиксируется измерителем 2 перемещений. Это смещение пропорционально углу поворота платформы 11, 2 ил.20 ЗО оси параллельной осиповорота платформы " исвязан с первым гибкой кольцевой лентой,тически связана с полупрозрачным зеркаломи установлена на одном из шкивов так, 35 что ее вершина совмещена с осью поворота 40 чем" вторая триппель-призма установлена 1 ".Изобретение отйосится к измерительной технике и может быть использовайо дляизмерения углов поворота обьектов.Известны интерферометры с дйапазоном измерения больше 90 О, содержащие 2триппель-призмы, куб и устройство слежения за лучом.Однако"дйапазон измерения такого интерферометра не превышает 95,Известен интерферометр для измерения углов поворота Объектов, содержащийоснование, последовательно установлен- "ные на основании измеритель" перемещений, комйенсирующее устройство В видекаретки, установленной с возможностью 1перемещеййя вдоль двух взаимно перпендикулярных осей, одна из которых параллельйая оптической оси измерителяйеремещений, последовательно установленных на каретке-отражателя С отражающим и прбпускающим покрытиеМ и двухФотоприемников,"разм еще нйых"накареткетак, что один из них расположенна оатической оси измерителя "перемещений 4 второй - йаоси, перпеидикулярной оптической 2осии проходящей через точку ее пересечения с отражателем, блока упрайления,входы которого подключены к фсгоприемникам, и привода каретки, входы котбрбгойодклеченц к выходам блока управления,светоделйтель; входйая Трань" которого оптйчески сопряжена сотражателем; пентап ризму, входная грань которой оптическисопряжена со светодлелительйой плоскостью светоделителя, платформу, "установ. ленйую с возможностью ЙоворотаИ -дветриппель-призмы, установл энные на платФорме так, что их входные грани оптическисопряжены соответственно с выходнойграйью светоделителя и выходной грэньюпентапризмы, три шкива, один йз которыхустановлен на основании так, что его осьсимметрии совпадает с осью поворота платформы, в второй и третий устаноаленц наплатформе с возможностью поворота вокруг Осей, параллельных оси поворота платформы и связаны с первым шкивом спомощью гибких кольцевых лент, оси всехшкивов лежат на одной прямой. а триппельпризмы размещейы соответственно на Втором и третьем шкивах так, что их вершинысовмещены с осями поворота шкивов,Однако диапазон измерений устройства ограничен и не превышает 120,Цель йэобретения - повышение точности измерений,Для этого интерферометр для измерения углов, содержащий основание, установленные на- основании измеритель перемещений, оптически связанный с ним светоделитель, икомпенсирующее устройство, каретку, установленную с возможностью перемещения вдоль оси, параллельно оптической оси измерителя перемещений кОмпенсирующее устройство, выполненное В виде установленных на каретке полупрозрач ного . Зеркала и двух фотоприемников, расположенных В двух взаимно-перпендикулярных йлоскостях, и блока управления, входы которого подклгочены к выходам фоТОприемникОВ, приВОда каретки, Вход которого подключен к выходу блока управления, платформу; устайовленную с возможностью поворота, двашкива, один иэ которых установлен на основании так, что его ось симметрии совпадает с осью поворота платформы", второй - установлен на платформе с возможнбстью поворота вокруг две триппель-призмы, одна из которых опшкива, снабжен вторым измерителем перемещений; установленным параллельно первему, третьей и четвертой триппельпризмамй, и вто рым светоделител ем, и римежду первым измерителем перемещений и КОМПЕНСИОХУЮтЦИМУСТРОйСТВОМ И ОПТИЧЕСКИ связана с полупрозрачным зеркалО; Второй светоделитель и третья триппель-приэма установлены между компенсирующим устройством и втбрцм измерителем перемещейий и оптически связаны с последним и ЧотВЕРтОй ТРИППЕЛЬ-ПРИЗМОЙ, УСтанОВЛЕНной на каретке,.1756757 На фиг,1 представлена функциональная сигналу которого блок 9 управления формисхема интерферометра; на фиг.2 - положерует управляющие сигналы на привод 10 ние шкивов на платформе. Интерферометр содержит основание 1,каретки, которая переместит полупрозрачное зеркало 6 в положение, при котором пучок лучей после отражения от триппельпоследовательно установленные йаоснова призмы 13 попадет в центр координатнонии 1 измеритель 2 перемещенйй. светоделитель 3, компенсирующее устройства 4 в чувствительного фотоприемника 8виде каретки 5; установленной с возможйо-" Для комйенсации нейрямблинейности стью перемещения вдоль оси, параллель" . перемещения кареткй 5.служитфотойрием 10 ной ойтиче.ской оси измерител"я" 2 ник 7, сигнал с которого поступает на блок перемещений,"последовательно установ управления, перемещающий каретку 5 в ленные на каретке 5 полупрозрачноезерка.-" направлении оси; перпендикулярной оптило 6 и два фотоприемника 7 и 8, ческой оси измерителя 2 перемещений для фотоприемйик 7 расположен на олтическОй:,:компенсации непрямолинейности оси измерителя 2 перемещений, фотопри Смещение 1 риппель-призмы 13 вдоль емник 8 - на оси, перпендикулярной апти- оси, перпенДикулярной ог 1 тической оси изческой оси измерителя 2 перемещений и: . мерйтеля 2 перемещений, приводит к появпроходящей через точку ее пересечеййя слению разности хода между пучками лучей,полупрозрачным зеркалом 6, блок управле-: отраженными ат триппель-призм 12 и 13,ния 9, входы которого подключейы"к фот 6- 20 которая фиксируется измерителем 2 переприемникам 7 и 8, и привод 10 каретки",мещений. Это смещениепропорционально входы которого подключены к выходам бло-углу поворота платформы 11, Таким обрэка 9 управления, платформу 11, устайовлен-.. зом,сйгнал на вьходе йзмерителя 2 перемещений пропорционален углу поворота ную с возможностью поворота, и"две триппель-призмы 12 и 13, два шкива 14 и 15, 25 платформы 11 - а а=агсзпггде г - расстояние Между осями шкивов башкив 14 установлен нэ основАнии 1 так,что его ось симметриисовпадает сосью поворота платформы 11, шкив 15 установлен на платформе 11 с возможностью поворота зэ ийтерФерометра), мм; вокруг оси, параллельной оси поворота плат у = г - х для четверти; формы 11 и связанный со шкивом 14 с по- - у = х -для И четверти;мощью гибкой кольцевой ленты 16,у = -у - х для И четверти;у = г + х для Ч четверти, где у,х - коорТриппель-призма 12 установлена за светоделителем и образует с ним интерфединаты положения триппель-призмы 13,ренционный блок 20, триппель-призма 13 35 мм; х = гсоз а, у= гзи а,оптически связана с полупрозрачным зер-- показание измерителя 2 перемещекалом 6 и установлена на шкиве 15 так, что . ний, мм,ее вершина совмещена с осью поворота Кроме того, коордйнату х можноопрешкива, Крометого, на основании 1 установ- делять как перемещение триппель-призмылен второй измеритель 17 перемещенйй. 40 19, установленной йа каретке 5, коороеинтерференционный блок 18, оптически фиксируется измерителем 17 перемещений.связанные с триппель-призмой 19, установ- Максимальное перемеЩение соответствуленной на каретке 5 ет двойной базе интерферометра, т.е. хщахИнтерферометр работает следующим .: =2 г,образом, 45 Предлагаемая связь" шкива 14 с основаТриппель-призма 13 смещается по двум ля 17 перемещений, интерференционного взаимно перпендикулярным осям: по оси, " блока 18, триппель-призмы 19 позволяетуппараллельной оптической оси измерителя 2ростить обработку результатов и опредеперемещений, и перпендикулярной ей. 55 лять базу интерферометра с высокой Смещение триппель-призмы 13 вдоль опти- точностью. ческой оси измерителя 2 перемещений, вызывает смещение отраженного от нее пучка Формула изобретенияИнтерферометр для измерения углов,лучей, Этот пучок лучей попадает на коордисодержащий основание, установленные на натно-чувствительный фотоприемник 8, по основании измеритель перемещений, оптиПри повороте платформы 11 триппель-: нием 1 и установка триппель-йризмы 12 за призма 13 смещается параллельно на неко-: светоделителем 3 йозволяет увеличить диэторое расстояние, так как она установлена . пазон измеряемыхуглов до 360 О по сравнена шкиве 15, который при повороте плат- .нию с известной, у которого он состаеляет формы на угол а поворачивается в противо 120 О.положную сторону на такой же угол, Крометого,введениеаторогоизмерите1756757 Техред М,Моргентэл Корректор М Т эктор М. Бла Заказ 3082 ВНИИПИ Гос Тираж Подписное венного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб;, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж ул.Гагарина, 101 чески связанный с ним светоделитель, и компенсирующее устройство, каретку, установленную с возможностью перемещения вдоль оси, параллельной оптической оси измерителя перемещений, компенсирующее 5 устройство, выполненное в виде установленных на каретке полупрозрачного зеркала и двух фотоприемников, расположенных в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, и блока управления, входы которого 10 подключены к выходам фотоприемников, привода каретки, вход которого подключен к выходу блока управления, платформу, установленйую с возможностью поворота, два шкива, один из которых установлен на осно вании так, что его ось симметрии совпадает с осью поворота платформы, второй - установлен на платформе с возможностью поворота вокруг оси, параллельной оси поворота платформы и связан с первым гибкой коль цзаой лентой, две триппель-призмы, одна из которых оптически связана с полупрозрачным зеркалом и установлена на одном из шкивов так, что ее вершина совмещена с осью поворота шкива,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен вторым измерителем перемещений, установленным параллельно первому, третьей и четвертой триппельпризмами, и вторым светоделителем, причем вторая триппель-призма установлена между первым измерителем перемещений и компенсирующим устройством и оптически связана с полупрозрачным зеркалом, второй светоделитель и третья триппель-призма установлены между компенсирующим устройством и вторым измерителемлеремещений и оптически связаны с последним и четвертой триппель-призмой, установленной на каретке,