Способ измерения взаимного сдвига двух систем интерференционных полос в белом свете

(22) Заявлено 04.08.75 (21) 2165523/25-28с присоединением заявки Рй -(51)М. Кд, 6 01 В 9/02 йвудерстеена каннтат СССР в делан наабретеннй в открытий(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЗАИМНОГО С: ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ПОЛОС В Б:;.:ОМ С" 1Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения парамет. ров интерференционных полей.Известен способ измерения сдвига системы интерференционных полос в белом свете, заключающийся в том, что проецируют анализируемую интерференционную картину на фоточувствительную поверхность фотопреобразователя, сканируют интерференционную картину перпендикулярно интерференционным поло. сам, детектируют видеосигнал, соответствующий интерференционным полосам, и по его нулевому уровню судят о наведении на ахро.матическую полосу 1) .Недостатком этого способа является то, что он позволяет измерять только концевые меры, . т.е, линейные величины, причем диапазон гео. метрических размеров измеряемых объектов ограничен.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ измерения взаимного сдвига двух систем интерференцион. ных полос в белом свете, преимущественно Оавной толщины. заключающейся в том, что пооеннр;э; э 1 ч; -.;,е;,;:.о л-;"софе.,енцнон. ную ка;1: к-,-с очувствнтельвго поверхность фотопргс:. Разва.ечя, сканируют интерференцисчч - с ка 1:т.у перпендикулярно интерференционы, полосам, по крайней мере одной системы полос, ээпэмнзгют максимальные амплитуды видеосигналов на одном нз кадров,соответствующие центрам снмметрии ахроматических полоси сравнивают их с теми жевидеосигнал,:,н в счедъюшем кадре 2.10Однако его недостаток заключается В от.сутствнн высокой точности н стабильностиизмерений, ввиду того, что положение макси.мума ахроматической полосы выделяют обычными электрическими методами, например 15масштабированием интервала времени. Крометого данный способ не предназначен для измерения направлениясдвига ннтерференционных полос.Цель изобретения - . повышение точности 26и стабильности измерения и определение направления сг"вига.Это достигается за счет того, что при реализации предложенного способа помимо извест.70843 20 3ных операций кроме того формируют анализируемую интерференционную картину в моно. хроматическом свете с известной длиной волны и при ее сканировании определяют среднюю ширину интерференционных полос, результат вычисления запоминают в виде коэффициента пересчета в цифровой форме,выбирают по одной строке в каждой системе полос, измеряют на выбранных строках временные интер. валы от моментов времени, соответствующих 1 О началам развертки выбранных строк, до момен. тов, соответствующих центрам симметрии ахро. матических полос, результаты запоминают в виде цифровых иодов, а величину и направле. ние сдвига двух систем полос определяют по разности этих иодов,На фиг, 1 изображена структурная схема устройства, реализующая предложенный способ; на фиг, 2 - временная диаграмма процесса измерений.Для реализации способа используется оптический интерферометр 1, телевизионная камера 2, генератор 3 управляющих сигналов, видео. контрольное устройство 4, переключатель 5, блок 6 формирования коэффициента пересчета, блок 7 запоминания максимальной амплитуды первого канала, компаратор 8 первого канала, блок 9 формирования временных интервалов первого канала, блок 10 запоминания максимальной амплитуды второго канала, компаратор 11 второго канала, блок 12 формирования временных интервалов второго канала, ревер. сивный счетчик 13 и цифровой индикатор 14.Процесс измерении заключается в следующем. 35Интерференционное поле, создаваемое интерферометром 1 проецируют на фоточувствитель. ную поверхность передающей трубки камеры 2. Наблюдая две системы полос интерференции на экране видеоконтрольного устройства 4 40 выбирают строки телевизионного растра по одной на каждой системе полос. Переключатель 5 находится при этом в положении М. Подлежащая анализу интерференционная картина формируется сначала в монохроматическом свете и представляет собой две системы темных и светлых полос, разделенных линией - границей раздела. Интерференционную картину располагают относительно сканирующего растра телевизионной трубки так, чтобы одна из выбранных строк была перпендикулярна к интер. ференционным полосам. В блоке 6 формиро. вания коэффициента пересчета вьщеляются периоды электрического сигнала, соответствующие широким полосам (пространственному распределению яркости в монохроматической интерференционной картине) вдоль строки перпендикулярной к интерференционным поло. сам. Длительность выделенных периодов (ши. 4рины полос) усредняется, например, путем определения интервала времени, соответсвую щего считыванию определенного количества целых полос, с последующим делением полученного промежутка времени на число этих полос, Результат. умножается на коэффициент преобразования К, устанавливающий однозначное соответствие между шириной интерференционной полосы и периодом электрического сигнала. Таким. образом в блоке 6 формируется код коэффициента пересчета, устанавливающий соответствие между длиной волны монохроматического света и промежуточном времени, в течение которого электронный луч передающей трубки перемещается по строке из одной точки в другую. Код коэффициента пересчета запоминается в цифровой форме и поступает на входы блоков 9 и 12 формирования временных интервалов непрерывно в течение цикла измерений. Для измерения сдвига двух систем интерференционных полос в белом свете та же интерференционная картина формируется затем уже в белом свете и прое. цируется по фоточувствительную поверхность передающей трубки, Переключатель 5 устанав. ливается в положение Б. Интерференционная картина (фиг. 2 а) в белом свете представляет собой две системы 15 и 16 цветных полос, раз. деленных границей 17 раздела, В центре каж. дой из двух систем интерференционных полос находятся ахроматические полосы 18 и 19, Видеосигнал, генерируемый трубкой при счи. тывании интерференционного поля в белом свете., пропорционален распределению яркости по строке. Видеосигнал будет максимальным, когда электронный луч передающей трубки находится в том месте фоточувствительной поверхности, куда спроецирован центр ахроматической полосы. При измерении оба канала устройства, реализующего предложенный способ работают одинаково. Первый канал обрабатывает видеосигналы от системы полос 15, а второй - от системы 16. На первом же кадре (фиг. 2 б) после переключения переключателя 5 в положении Б видеосигнал 20 от выбранной строки 21 поступает в блок 7, который запоминает значение максимальной, амплитуды видеосигнала Ощпервого канала. По сигналу управляющего генератора 3 видеосигнал 22 от строки 23 поступает в блок 10, который запоминает значение максимальной амплитуды видеосигнала Ощвторого канала. Сигналы от всех других строк телевизионного растра в измерительную часть устройства не поступают, На втором кадре (фиг. 2 в) в момент начала строк 21 и 23 блоки 9 и 11 формирования временных интервалов считывают время и преобразовывают его в код в соот ветствии с ранее полученным коэффициентом708143 пересчета, Одновременно на вход компарато.ра 8 поступают видеосигнал 24 и напряжение Ощ, а на вход компаратора 11 - видеосигнал 25 и напряжение Оп, . В момент равенст.2ва этих, напряжений с соответствующимимаксимальными значенИями напряжений видео)сигналов второго кадра компаратор 8 формирует импульс 26, а компаратор 11 - импульс 27. Импульс 26 прекрашает поступление кода временного интервала 28 (т,), а импульс 27 - кода временного интервала 29 (т ), следо.вавших на реверсивный счетчик 13. Код вре.менного интервала первого канала записывается в счетчик со знаком плюс, а код временного интервала второго канала - со знаком минус. Информация о величинах максимальныхамплитуд видеосигналов, запомненная на первом кадре в блоках 7 и 10 на следуюшейстроке стирается. Разность кодов, поступивших в счетчиках 13 по первому н второмуканалампропорциональна промежутку времени 30 (т - т) и определяет величину относительного сдвига двух систем.интерференционных полос в балом свете (фиг. 2 г). Значение сдвига в метрических единицах фиксируется индикатором 14,Способ позволяет расширить диапазон изме.рений, повысить точность и стабильность результатов, дает возможность определять направления сдвига двух систем интерференционных полос в белом свете. Формула изобретения Способ измерения взаимного сдвига .двухсистем интерференциониых полос в белом 6свете преимущественно равной толщины, эа.ключаюшийся в том, что проецируют анализируемую интерференционную картину на фоточувствительную поверхность фотопреобраэователя, сканируют интерференционную картинуперпендикулярно интерференционным полосам,по крайней мере одной системы полос, запоминают максимальные амплитуды видеосигналов наодном из кадров, соответствующие центрамсимметрии ахроматических полос, и сравнивают их с теми же видеосигналами в следующемкадре, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, сцелью повышения точности и стабильности измерения и определения направления сдвига,формируют анализируемую интерференцион.ную картину в монохроматическом свете сизвестной длиной волны и при ее сканированииопределяют среднюю ширину интерференционных полос, результат вычисления запоминаютв виде коэффициента пересчета в цифровойформе выбирают по одной строке в каждойсистеме полос, измеряют на выбранных строкахвременные интервалы от моментов времени,соответствуюших началам развертки выбран.25 ных строк, до моментов, соответствуюшихцентрам симметрии ахроматических полос,результаты запоминают в виде цифровых кодов, а величину и направление сдвига двухсистем полос определяют по разности этих зо кодов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Нф 413367,клг 01 В 9/02, 1971.2, Журнал "Тгапа. Апз. пят, ЕеМтг 1972,раг 1 р. 392 - 395,1953 (прототип).708143 Составитель Л Техред Э. Чуж Редактор А, Шмельки орректор Е. Папп каз. 8469/33 Тираж Я 01 Подписно БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5