Интерференционный компаратор для измерения плоско параллельных концевых мер длины

ЯПИ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 230775 (21) 2158720/25-28 С 01 В 9/02 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54)ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ КОМПАРАТОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КОНЦЕВЫХ МЕР ДЛИНЫ 1Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именнок конструкции интерференционныхкомпараторов для измерения плоскопараллельных концевых мер длины.Известей интерфереиционный компаратор для измерения плоскопараллельных концевых мер длины, содержащий интерферометр Кестерса, обра"Зованный источником света, в спектре которого содержится нескольколиний, осветитель с монохроматором,светоделительную пластину с компенсатором, плоскую пластину, притираемую к проверяемой концевзй ме".ре, референтное, плоское зеркало инаблюдательную систему Щ .Недостатком этого ком аратораявляется невысокая точность измерений, вызванная визуальным способомотсчитывания порядка интерференцииполос,Известен также интерференционныйкомпаратор для измерения плоскопараллельных концевых мер длины, содержащий двухлучевой интерферометртипа Кестерса, имеющий рабочуюиопорную ветви, пьезокерамическиймодулятор, установленный в опорнойветви интерферометра, установлен 2ные последовательно по ходу проинтерферировавших лучей интерферометра проекционый объектив, разделительную диафрагму с окнами, вы 5 ходную щелевую диафрагму, фотоприемник и электронный интерполяторвыход которого связан с пьезокерамическим модулятором 1.2.1.Недостаток этой конструкции соо 10 тоит в сравнительно низкой точностиизмерений, обусловленной тем, чтоизмерение дробных частей порядка интерференции для каждой длины волны:производится дважды, так как исполь 15 зуется только однб выходное полезрения интерферометра.,Цель изобретения - повышение точ-ности измерений.Поставленная цель достигается20 тем, что известный компаратор снабжен разделительным отражателем, делящим поле зрения интерферометра надва, размещенным за выходной щелевой диафрагмой перед фотоприемником,25 установленным в одном из полей зрения, дополнительным Фотоприемником,установленным во втором поле зрения,блоком автоматического наведения наинтерференционную полосу, вход ко 30 торого соединен с выходом дополнительного фотоприемника, а выход свяэан с пьезокерамическим модулятором,и окна разделительной диафрагмы расположены на одном уровне,На фиг. 1 изображена структурнаясхема предлагаемого компаратора,на фиг. 2 - вид А на Фиг, 1Интерференционный компаратор дляизмерения плоскопараллельных концевых мер длины содержит двухлучевой интерферометр типа Кестерса,имеющий рабочую и опорную ветви ивключающий эталонную лампу 1, вспектре которой содержится несколько линий, осветитель-монохроматор2, создающий пучки параллельных лучейгсветоделительную пластину с компенсатором 3, плоскую пластину 4, притираемую к измеряемой концевой мере5, относительное зеркало 6, пьеэокерамический модулятор 7, установлен;ный в опорной ветви, установленные 20последовательно по ходу проинтерферировавшиХ лучей интерферометра проек, ционный объектив 8, разделительнуюдиафрагму 9 с окнами, выходную щелевую диафрагму 10, кроме того; ком- .25паратор содержит разделительныйотражатель 11, делящий поле зре,ния интерферометра на два, фото-приемник 12, установленный в одномполе зрения, дополнительный фото- .приемник 13, установленный во второмполе зрения интерферометра электрон- .ный ййтерполятор 14, генератор 15 .опорного напряжения, блок 16 автомати-ческого наведения на интерференционную полосу, вход которого соединенс вйходоМ дополнительного фотоприемника 13 а вйход через смеситель 17связан с пьезокерамическим модулятором.7, поворотные зеркала 18, 19.Окна разделительной диафрагмь 1 9 расйоложеНЫ на одном уровйе, причем сред-.нее ойво имеет ширину примерно рав-.,ную:ширине щели диафрагмы 10, акрайние окна значительно шире, норасположены так, чтобы в щель диафраг мы 10 проецировалась интерферейрионная картина только от пластины 4.Йзмерения длины меры и любой точ"ке производятся методом совпаденияДробньм долей порядка интеРферен- щции,Коьпаратор работает следующимобразом.Пластина 4 с притертой к ней ме. рой 5 устанавливается на столик интерферометра с необходимым угломклица и таким образом, чтобы центр, ее двцбодной измерительной поверхности проецировался в центр щелидиаФрагмы 10. Световой поток,-отраженный поверхностью меры 5 и центром д)зеркала 6, проходит насквозь черезцентральную часть отражателя 11, асветовые пучки, отраженнйе пластиной4, отражаются от краев разделительного отражателя 11 и попадают на нотр- д приемник 12, электрически связанный с интерполятором 14. Световой поток, прошедший сквозь отверстие в разделительном отражателе, попадает на дополнительный фотоприемник 13, выходкоторого соединен со входом блока 16автоматического наведения на интерференционную полосу,При подаче на вход Фотоприемника13 модулированного светового потокаот интерференционной картины, на еговыходе возникает переменное напряжение, амплитуда первой гармоники которого пропорциональна отклонениюэкстремума освещенности поля интерференции, а фаза - направлению этого смещения,Блок 16 автоматического наведения вырабатывает напряжение ошибки,пропорциональное амплитуде и фазепервой гармоники частоты модуляции.Это напряжение через смеситель 17подается на модулятор 7. Модулятор 7 изменяег свой размер, перемещает зеркало 6 и изменяет разность хода в интерферометре таким образом чтоУ бы экстремум освещенности интерференционного поля переместился в центр верхней измерительной поверхности. Наведение на экстремум осуществляется в приведении к оптическойразности хода, с погрешностью10 доли по-рядка интерференции. Синхронно сразностью хода на мере меняется иразность хода на пластине. Интерференционные полосы на пластине, расположенные параллельно щели диафрагмы 10, смещены относительно полос на поверхности меры 5, смещение измеряют интерполятором 14. Эти ноказания соответствуют разности дробных частей между поверхностями меры 5 и пластины 4. Эту операцию повторяют для всех длин волн лампы 1, а затем, после введения соответствую- щих поправок, находят точный размер меры.Для измерения отклонения от плоскопараллельности измеряют разности дробных частей порядка интерференции не только в центре меры, но и в других точках ее поверхности, используя для этого поворотные зеркала 18, 19.Таким обраЬом, введение в конструкцию компаратора разделительного отражателя, а также дополнительного фотоприЕмника и блока автоматическо го наведения на интерференционную полосу, позволило отказаться от двойного измерения дробной части порядка интерференции и нахождения их разности аналитическим путем, при .этом повысилась точность измерений и улучшились условия эксплуатации прибора.Формула изобретения Интерференционный компаратор дляизмерения плоскопараллельных концевых мер длины, содержащий двухлучевой интерферометр типа Кестерса,имеющий рабочую и опорную ветви,пьезокерамический модулятор, установленный в опорной ветви интерфероМетра, установленные последовательно по ходу проинтерферировавшихлучей интерферометра проекционнйй; фобъектив,. разделительную диафрагмус окнами, выходную щелевую диафраг,му, фотоприемник и электронный интерполятор, выход которого связан спьезокерамическим модулятором, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с. целью повышения точности измерений,он снабжен разделительным отражателем, делящим поле зрения интерферометра на два, размещенным эа выходной щелевой диафрагмой перед фотоприемником, установленным в одном изнолей зрения, дополнительным фотоприемником, установленным во второмполе Ърения, блоком автоматическогонаведения на интерференционную полосу, вход которого соединен с выходом дополнительного фотоприемника,а выход связан с пьезокерамическиммодулятором, и окна разделительнойдиафрагмы расположены на одном уровне. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Захарьевский А. И. Интерфе;рометры. М., Оборонгиз, 1955, с. 187- 195.2. Авторскоесвидетельство СССР 9 382917, кл. С 01 В 9/02, 1972..1 Составитель В, 1 ораковРедактор С. ТимохинаТехред А.Ачв Фю т тЛКорректорМ. Пожо закаЭ 7000/16" "" Тираж 801 ВН ИПИ Государственного комитета СССР .,по делам нэобретеййй и открытий 113035, Москва, Ж, Рауйская наб., д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент",г. МжгбФЮд, ул. Проектная, 4