Устройство для измерения дробной части интерференционной полосы

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик м 991153(22) Заявлено 2603,81 (21) 3300897/18-28 1 И 1 М. Кл.з О 01 В 9/02 О 01 В 11/04 с присоединением заявки ЙоГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 2301,83 бюллетень Йо 3 Дата опубликования описания 230183(71) Заявитель Институт электроники АН Белорусской ССР1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДРОБНОЙ ЧАСТИ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ ПОЛОСЫ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения микроперемеще- .ний различных объектов. 5Известно. устройство .для измерения дробной части, интерференционной картины, содержащее оптически связанные источник монохроматического излучения, интерферометр с узлом сканиро вания интерференционной. картины, фотоприемник, генератор, блок формирования импульсных последовательностей 11 .Недостатком устройства является невысокая точность измерения дробной части интерференционной полосы.Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для измерения дробной части интерференционной полосы, содержащее оптически связанные источник монохроматического излучения, интерферометр с узлом сканирования интерференцибнной картины, фотоприемник, два формирователя, генератор, блок формирования импульсных последова" тельностей, два счетчика, блок деления, индикатор, выход узла скани-.рования интерференционной картины соединен с входом первого формирова- ЗО теля, выход которого соединен с первым управляющим входом блока форми" рования импульсных последовательностей, второй управляющий вход которого подключен к выходу второго формирователя, вход которого подключен к фотоприемнику, выход генератора соединен с тактирующим входом бло" ка формирования импульсных последовательностей, первый вход блока деления подключен к выходу первого счетчика, второй вход блока деления подключен к выходу второго счетчи" ка, а выход блока деления соединен с индикатором 2Недостатком устройства является появление динамической погрешности измерений дробной части интерференционной полосы в случае нелинейности скорости перемещения узла сканирования интерференционной картины.ЦелЬ изобретения - повышение точности измерения дробной части интерференционной полосы.Поставленная цель достигается тем, что устройство, Содержащее оптически связанные источник монохроматического излученияинтерферо-. метр с .узлом сканирования интерференционной картины, фотоприемник, 991153два формирователя, генератор, блокформирования импульсных последовательностей, два счетчика, блок деления, индикатор, выход узла сканирования интерференционной картинысоединен с входом первого формирователя выход которого соединенс первым управляющим входом блокаформирования импульсных последовательностей, второй управляющий входкоторого подключен к выходу второгоформирователя, вход которого подключен к фотоприемнику, выход генератора соединен с тактирующим входомблока формирования импульсных последовательностей, первый вход блокаделения подключен к выходу первогосчетчика, второй вход блока деленияподключен к выходу второго счетчика,а выход блока деления соединен синдикатором, снабжено делителемчастоты, третьим и четвертым счетчиками, блоком сравнения, регисторомпамяти, а второй счетчик выполнендвухвходовым и первый вход блока сравнения подключен к выходу третьегосчетчика, вход которого подключен к 25выходу делителя частоты, вход которогоподключен к первому выходу блока формирования импульсных последовательностей, второй выход которого соединен с входом четвертого счетчика, 3 Овыход которого соединен с вторымвходом блока сравнения, дополнитель-ный вход второго счетчика подключенк выходу регистра памяти, управляющий вход которого подключен к выходу 35второго Формирователя, а выход блока сравнения соединен с входами первого и второго счетчиков,На чертеже представлена Функцио нальная схема устройства. 4 Оустройство содержит источник 1монохроматического излучения, интерферометр 2, узел Э сканированияинтерференционной картины, фотоприемник 4, Формирователи 5 й б,. генератор 7, блок 8 Формированияимпульсных последовательностей, состоящий из триггеров 9 и 10 и логических элементов И 11 и 12, делитель13 частоты, первый, третий и четвертый счетчики 14 - 1 б, и второй счетчик 17, блок 18 сравнения, блок19 деления, регистр 20 памяти, индикатор 21, измеряются микроперемещенияобъекта 22.Йыход узла 3 сканирования интерференционной картины соединен с входомпервого Формирователя 5, выход которого соединен с первым управляющимвходом блока 8 формирования импульсных Гпоследовательностей, второй щуправляющий вход которого подключенк выходу второго Формирователя б,вход которого подключен к Фотоприемнику 4, выход генератора 7 соединенс тактирующим входом блока 8 Форми рования импульсных последовательностей, первый вход блока 19 деленияподключен к выходу четвертого счетчика 1 б, второй вход блока, 19 деления подключен к выходу второго счетчика 17, а выход блока 19 делениясоединен с индикатором 21, первыйвход блока 18 сравнения подключенк выходу первого счетчика 14, входкоторого подключен к выходу делителя13 частоты, вход которого подключенк.первому выходу блока 8 Формирования импульсных последовательностей,второй выход которого соединен свходом третьего счетчика 15, выходкоторогосоединен . с вторымвходом блока 18 сравнения, дополнительный вход второго счетчика17 подключен к выходу регистра 20памяти, управляющий вход которогоподключен к выходу второго формирователя б, а выход блока 18 сравнениясоединен с входами первого и второго счетчиков 15 и 17.Устройство работает следующим образом.Источник 1 монохроматического излучения с интерферометром 2 формирует интерференционную картину, которая преобразуется фотоприемником 4в электрический сигнал, При микроперемещении объекта 22, связанногос интерферометром 2, происходит смещение интерференционных полос интерФеренционной картины относительноФотоприемника 4,Одновременно происходит сканирование интерференционной картины,относительно фотоприемника 4, узлом3 сканирования интерференционной картины,При формировании фотоприемником4 сигнала, близкого к максимальномузначению, Формирователь б формируетпервый информационный импульс, поступающий на второй управляющий входблока 8 формирования импульсных последовательностей, который перебрасывает триггер 9 в состояние логическая 1, а триггер 10 в состояние логический Оф. При этом через логический элемент И 11 отгенератора 7 на делитель 13 частотыпоступают импульсы.Емкость делителя 13 частоты выбирается исходя из дискретностиошибки индикации дробной части интерференционной полосы.Импульсы с делителя 13 частотыпоступают на вход счетчика 14,в котором накапливается результат, равный числу импульсов, поступивших сгенератора 7, деленный на емкостьделителя 13 частоты.При поступлении импульса началаотсчета с узла 3 сканирования, срабатывает формирователь 5, Формирующий сигнал, поступающий на первый50 управляющий вход блока 8 Формирования импульсных последовательностей,который перебрасывает триггер 9 всостояние логический 0, а триггер 10 - в состояние логическая 1 ффПри этом заканчивается первый подцикл 5измерений и: начинается. второй подцикл.При этом через логический элементИ 12, от генератора 7. на счетчик 15поступают импульсы. юПри поступлении на вход счетчика15 числа импульсов, равного или крат 1 ного числу импульсов, накопленномув счетчике 14 в первый подцикл измерений, срабатывает блок 18 сравнения, 5Формирующий импульс поступающий навход счетчиков 16 и 17.В счетчике 17 поступающие импульсысуммируются с числом, равным коэффициенту деления делителя 13 часто Оты, которое переписывается,в .счетчик17 из регистра 20 памяти при формировании первого информационного импульса.При Формировании второго информационного импульса с формирователя б, 25второй подцикл измерения заканчивается и блок 19 деления осуществляетделение его числа, накопленного всчетчике 16 на числе,. сФормирован. ного в счетчике 17. Результат де Оления индицируется, индикатором 21.Если обозначить число импульсов,поступившее на вход делителя 13 частоты в первом подцикле измерения через М 1, а число импульсов поступивших на вход счетчика 15 во втором подцикле измерений через Б, а емкость делителя 13 частоты через п,то в нервом подцикле измерения всчетчике 14 накопится импульсов. 40- МВо втором подцикле измерения навыходе блока 18 сравнения сформируетй 2 пся :импульсов, которые заполняют 45ся в счетчике 16 и просуммируются счислом и, записанном в счетчике 17,при поступлении первого информационного импульса с формирователя бПри окончании второго подциклаизмерения, блок 19 деления.осущестК 2 ивляет деление числа 2 ,накопленногоя ф2 ив счетчике 16, на число в , сфор 55%аРезультат деления равен Н ,т.е.,тьл ,пропорционален дробной части интерференционной полосы. 60Сброс счетчиков 14 - 17 и делителя 13 Частоты осуществляется в начале первого одцикла.измерения, информационным импульсом, формируемым формирователем б. 65 Таким образом, измерение дробнойчасти интерференционной полосы осуществляется внутри временного интервала, определяемого первым и вторыминформационными импульсами, что приводит к уменьшению динамической погрешности измерений, вызываемой изменением скорости перемещения узла 3сканирования интерференционной полосы.Формула изобретенияУстройство для измерения дробнойчасти интерференционной полосы, содержащее оптически связанные источник монохроматического излучения,интерферометр с узлом сканированияинтерференционной картины, фотопри-.емник, два формирователя, генераторрблок формирования импульсных после-довательностей, два счетчика, блокделения, индикатор, выход узла сканирования интерференционной картинысоединен с входом первого формирователя, выход которого соединен с пер"вым управляющим входом блока формирования импульсных последовательностей,второй управляющий вход которогоподключен к выходу второго Формирователя, вход которого подключен кФотоприемнику, выход генератора сое"динен С тактирующим входом блокаформирования импульсных последова-,тельностей, первый вход блока деления подключен к выходу первогосчетчика, второй вход блока деления подключен к выходу второго счетчика, а выход блока деления соединейс индикатором, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с целью повышенияточности измерейий, оно снабженоделителем частоты, третьим и четвертым счетчиками, блоком сравнения, регистром памяти, а второйсчетчик выполнен двухвходовым ипервый вход блока сравнения подключен к выходу третьего счетчика, входкоторого подключен к выходу делителя частоты, вход которого подключенк первому выходу блока формированияимпульсных последовательностей, второй выход которого соединен с входом четвертого счетчика, выход которого соединен с вторым входОм блока сравнения, дополнительный входвторого счетчика подключен к выходу регистра памяти, управляющий входкоторого подключен к выходу второгоформирователя, а выход блока сравнения соединен с входами первого ивторого счетчиков.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Шестопалов Ю.Н. Цифровой измерительный прибор. - Измерительнаятехника", 1971, 9 12, с. 29-31.2, Авторское свидетельство СССР9 362468, кл. Н 03 К 13/20, 1971ИИПИ Заказ 107/5раж 600 Подписн филиал ППП "Патент",г.Ужгород,ул.Проект кая,4