Способ измерения числа интерференционных полос и устройство для его осуществления

Союз СоветсиикСоциалистическиеРеспубпии ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 964439(51)М. Кл. а 01 В 11/14 с присоединением заявки 3 Ъвударстювый комитет. СССР аф двим вэабретений н юткрытнй(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧИСЛА ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ПОЛОС И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ 1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения числа интерференционных полос в измерителях перемещений, основанных на интерференционном методе.Известен способ реверсивного счета интерференционных полос в измерителях перемещений, в котором с по-; мощью двух фотоприемников преобразуют световые сигналы в электрические, формируют счетные импульсы, которые подаются на входы суммирования или вычитания цифрового реверсивного счетчика в зависимости от фазовых со-15 отноюений. между сигналами с выходов фотоприемников 1 1.Недостатком этого способа являетсязависимость точности счета от.внешних воздействий, например от 20 температуры и вибраций.Наиболее близкил по технической сущности к. предлагаелому является способ измерения числа интерферен" 2ционных полос, включающий сдвиг интерференционной картины за счет из.менения оптической длины одного изплеч интерферометра, преобразованиедвижущейся интерференционной картиныв электрический сигнал и анализ полученного сигнала2 1,Способ осуществляется устройством для измерения числа интерференционных полос, содержащим фотоприемник, модулятор и счетную схему с реверсивным счетчикол 3;1Недостатком способа является малая точность измерения числа интерференционных полос,Цель изобретения - увеличениеточности измерения числа интерферен"ционных .полос,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу измерения числа интерференционных полос,включающему сдвиг интерференционнойкартины за счет изменения оптической длины одного из плеч интерферометра, преобразование движущейся интерференционной картины в электрический сигнал и анализ полученного сигнала, устанавливают пороговый уровень напряжения, при достижении электрическим сигналом пороговогоуровня напряжения Формируют двасдвинутых во времени импульса, с помощью первого импульса дополнительносдвигают интерференционную картину для определения знака изменения элек- трического сигнала, а второй импульссуммируют с результатом счета импульсов с учетом знака изменения электрического сигнала.35Способ реализуется устройством для измерения числа интерференцион. ных полос, содержащим Фотоприемник, модулятор и счетную схему с реверсивным счетчиком, в котором в счетную схему введены пороговый Формирователь перепада напрянения, два формирователя импульсов и коммутатор, причем вход формирователя перепада напряжения соединен с выходом фотоприемника, а выход через коммутатор - с входами обоих Формирователей импульсов, выход первого Формирователя импульсов соединен с модуляторо, а выход второго Формирователя импульсов через коммутатор- с входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика.На фиг, 1 представлена схема включения счетного устройства в интерферометр; на Фиг. 2 - Функциональная35 схема устройства для реализации способа реверсивного счета интерферен.ционных полос.Схема состоит из полупрозрачного40 зеркала 1, зеркал 2 и 3, образующих плечи интерферометра, модулятора лазера 5, Фотоприемника 6, реверсивного, счетчика 7 и счетной схемы 8.Устройство содержит Фотоприем 45 ник 6, пороговый Формирователь 9 перепада напряжения, усилитель 1 О мощности, модулятор 4, коммутатор 11, который включает в себя триггер типа ОЧ 12, триггер типа О 19, логические элементы типа 3 И-НЕ 14 и 15 у50 а также Формирователи 16 и 17 импульсов и реверсивный счетчик 7Устройство работает следующим образом.Фотоприемник 6 преобразует движу щуюся интерференционную картину в электрический сигнал, Полученный сиг нал поступает на вход порогового Формирователя 9 перепада напряжений, который в момент достижения сигналои пороговой величины Формирует положительный или отрицательный перепад напряжения, поступающи 1 в коммутатор 11 на входы О триггеров 12 и 13. В исхоном состоянии устройства на инверсных выходах формирователей 16 и 17 импульсов - логическая единица, а на прямом выходе - логический нуль Поэтому триггер 12 повторяет состояние входа Р на прямом выходе, а триггер 13 в это время закрыт. Переключением триггера 12 последовательно запускаются Формирователи 16 и 17 импульсов, которые вырабатывают два последовательных импульса. Первый импульс поступает через усилитель 10 на модулятор 4, что приводит к сдвигу интерференционной картины на 1/4 ширины полосы и возврату ее обратно при снятии импульсного напрянения. При этом сдвиг интерференционной картины приводит к скачкообразному изменению перепада напряжения на выходе порогового Формирователя 9 перепада. напряжения, положительному или отрицательному, в зависимости от направления движения полос. В это же время на тактирующий вход триггера 12 поступает логический нуль, а на тактирующий вход триггера 13 логическая единица, Поэтому второй перепад напряжения Фиксируется триггером 13. С Формирователя 17 импульсов в зависимости от состояния триггеров 12 и 13 поступает второй импульс через логические элементы типа 3 И-НЕ 14 и 15, входящие в состав коммутатора 11, на соответствующий вход суммирования или вычитания цифрового реверсивного счетчика 7. По- сле второго импульса система вновь готова для счета.Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить точность измерения числа интерференционных полос за счет считывания каждой полосы.Формула изобретения1. Способ измерения числа интерференционных полос, включающий сдвиг интерференционной картины за счет изменения оптической длины одного из плеч интерферометра, преобразование двинущейся интерференционной96443 картины в электрический сигнал и анализ полученного сигнала, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности измерения числа интерференционных полос, устанавли- з вают пороговый уровень напряжения, при достижении электрическим сигналом порогового уровня напряжения формируют два сдвинутых во времени импульса, с помощью первого импульса 10 дополнительно сдвигают интерференционную картину для определения знака изменения электрического. сигнала, а второй импульс суммируют с результатом. счета импульсов с учетом зна ка изменения электрического сигнала.2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее фотоприем- ник, модулятор и счетную схему с реверсивным счетчиком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в счетную схему 9 6введены пороговый формирователь перепада напряжения, два формирователяимпульсов и коммутатор, причем входформирователя перепада напряжениясоединен с выходосл фотоприемника, авыход через, коммутатор - с входамиобоих формирователей импульсов, выход первого формирователя импульсовсоединен с модулятором, а выход второго формирователя импульсов черезкоммутатор - с входами суммированияи вычитания реверсивного счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Иф 3409375кл. 356-106, 1968.2, Приборы для научных исследований, 1973, У 2, с. 82.3. Труды ВНИИИ. Вып. 101 151), с. 69-76.964439 Составитель О, Гороховдактор Т. Лопатина ТехредС.Мигунова Корректор И. Йемцик филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна аказ 7611/19 Тира ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Х(614 Подписого комитета СССРий и открытий Раушская наб д, 4