Устройство для измерения сдвига ахроматической полосы в интерферометре

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения малых перемещений различных объектов.5Цель изобретения - повышение точности и надежности измерений при изменении мощности потока излучения, падающего на фотоприемник интерферометра, 1 ОНа Фиг, 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 Функциональная схема интерферометра белого света с модулятором оптическоч разности хода и фотопРиемником; 15 на Фиг. 3 - регистратор (при,использовании устройства в качестве нуль- органа); на Фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство содержит интерферометр 1 белого света, выполненный в виде (Фиг, 2) оптически связанных между собой источника 2 белого света, коллимирующей оптики 3, светоделительной пластины 4, опорного зеркала 5, 25 жестко скрепленного с модулятором 6, измерительного зеркала 7, жестко, скрепленного с перемещающимся объек-, том 8, и установленного на выходе интерферометра 1 белого света фотоприемника 9, подключенные измерительными входами к выходу фотоприемника 9 аналого-цифровой преобразователь 10 параллельного типа и компаратор 11, выход которого соединен35 с входом второго формирователя 12 выход которого соединен с первым входом элемента И 13, выход которого соединен с тактирующим входом аналого-цифрового преобразователя 10, вы ход которого соединен с первым входом схемы 14 сравнения и информационным входом первого регистра 15, выход которого соединен с вторым входом схемы 14 сравнения, выход которой соеди-нен с тактирующими входами первого 15 и второго 16 регистров, генератор 17, выходом соединенный с вторым входом элемента И 13 и информационным входом счетчика 18, выход которогосоединен с информационным входом регистра 16, выход которого соединен с информационным входом регистрато ра 19, стробирующий вход которого подключен к выходу формирователя 12,55Регистратор 19 (фиг. 3) выполненв виде регистра 20, выходом соединенного с первым входом схемы 21 сравнения, второй вход которой подключен к выходу регистра 16, а выход соединенс первым входом элемента И 22, и инвертора 23, входом подключенного квыходу формирователя 12 и соединенного выходом со входом формирователя24, выход которого соединен с вторымвходом элемента И 22. На вход регистра 20 подается цифровой сигнал "Уставка", соответствующий нулевой величине сдвига ахроматической полосы,Результат сравнения формируется навыходе элемента И 22.Устройство также содержит генератор 25 линейно нарастающего напряжения, выходом соединенный с модулятором 6 интерферометра 1 и входомпервого Формирователя 26, выход которого соединен с входами обнуленияпервого 15 и второго 16 регистрови счетчика 18, источник 27 напряжения, подключенный к опорному входукомпаратора 11,Устройство работает следующим образом.Генератор 25 линейно нарастающего напряжения (Фиг. 1) формируетуправляющий линейно нарастающийсигнал, который приводит в возвратнопоступательное движецие модулятор6 и вместе с ним опорное зеркало5, В каждом такте модуляции фотоприемник 19 регистрирует переменныйсветовой сигнал, характеризующий сме.щение интерфаренциальной. картины вплоскости анализа фотоприемника 9,и преобразует его в переменный фо,тоэлектрический сигнал. Переменныйфотоэлектрический сигнал с выходафотоприемника 9 после фильтрации иусиления направляется на вход аналого-цифрового преобразователя 10 и,компаратора 11. На опорный вход компаратора 11 подается напряжение Попределяемое из соотношениясР 2 2 + + Ф1 где П 2, Б 4, - локальные максимумы переменного фотоэлектрического сигнала (фиг.4) .По достижении переменным сигналом уровня Б срабатывает компаратор 11, сигнал с выхода которого подается на вход формирователя 12; формирующего импульс продолжительностью с = ЗТ где Т " период переменного Фотоэлектрического сигнала (фиг. 4), Сформированный импульс поступает на984 51551первый вход элемента И 13, на второйвход которого поступает последовательность тактирующих импульсов с генератора 17. При этом часть импульсов, отвечающих временному интервалус длительностью л 3 Т , проходятна выход элемента И 11 и далее натактирующий вход аналого-цифровогопреобразователя 10, При поступлениина тактирующий вход аналого-цифрового преобразователя 10 тактирующихимпульсов последний осуществляет рядизмерений значений переменного фотоэлектрического сигнала, отвечающих .моментам поступления тактирующих импульсов,Измеренные значения напряжений поступают на входы схемы 14 сравненияи регистра 15. Схема 14 сравнения2осуществляет сравнение вновь поступившего на ее вход кода с ранее запомненным в регистре 15 кодом. Послесравнения максимальное из двух срав-,ниваемых значений кодов запоминается 25по сигналу переписи, Формируемомусхемой 14 сравнения в регистре 15,а на вход переписи регистра 16 подается сигнал переписи, свидетельствующий о регистрации очередного мак -симального значения, Счетчик 18 осуществпяе счет тактирующих импульсов,поступающих на его информационныйвход с выхода генератора 17. В момент. поступления очередного сигнала35переписи с выхода схемы .14 в регистр16 осуществляется перепись содержимого счетчика 18, а счетчик 18 продолжает счет тактирующих импульсов.В начале каждого такта модуляции со Одержимое регистров 15 и 16 и счетчика 18 обнуляется,Сигнал с выхода формирователя 12поступает на вход инвертора 23 регистратора 19 и далее на формирователь 4524 Коротких импульсов, С выхода последнего сигнала подается на первыйвход элемента И 22. На второй входэтого элемента подается потенциальный уровень с выхода схемы 21 сравнения, осуществляющий сравнение кодов, записанных в регистрах 16 и 20.Содержимое регистра 20 задается в начале измерений и остается неизменнымв течение всего процесса измерения.Формируемый по результатам. сравненияпотенциальный сигнал на выходе схемы21 сравнения на каждом периоде модуляции стробируется коротким импульсом формирователя 24, при этом по характеру сигнала на выходе элемента И 22, регистратора 9 судят о положении ахроматической полосы по отношению к ее нулевому положению, характеризуемому кодом, записанным в регистр 20, т.е, о сдвиге ахроматической полосы. Полученная таким образом информация позволяет, например, контролировать характер смещения зеркала 7 интерферометра 1, жестко связанного с объектом 8 контроля, и регистрировать отклонения зеркала 7 от его начального положенияИспользование предлагаемого устройства позволяет повысить надежность измерений при изменении мощности начала излучения, падающего на Фотоприемник интерферометра, за счет фиксации из нескольких максимумов электрического сигнала, снимаемого с фотоприемника интерферометра только центрального максимума. Формула изобретения Устройство для измерения сдвига ахроматической полосы в интерферометре, содержащее интерферометр белого света с модулятором оптической разности хода и установленным в плоскости анализа фотоприемником, выход которого соединен с измерительным входом компаратора, к опорному входу которого подключен источник напряжения, генератор линейно нарастающего, напряжения, выход которого соединен с входом модулятора оптической разности хода интерферометра и входом первого формирователя, счетчик, счетный вход которого подключен к генератору, вход обнуления счетчика подключен к выходу первого формирователя, регистратор с информационным и стробирующим входами, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности и надежности измерений при изменении мощности потока излучения, падающего на Фотоприемник интерферометра, оно снабжено вторым формирователем, элементом И, аналого-циФровым преобразователем, первым и вторым регистрами, схемойсравнения, вход второго формирователя подключен к выходу компаратора, выход второго формирователя соединен с первым входом элемента. И, второй вход которого подключен-35 сударственного комитета изобрете 113035, Москва, Ж , Раушск Производственно-издательский комбинат "Патент жгород, ул, Гагарина, 101