RU2016381C1 - Способ автоматической интерполяции порядка интерференции и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ автоматической интерполяции порядка интерференции и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2016381C1 RU2016381C1 SU4911739A RU2016381C1 RU 2016381 C1 RU2016381 C1 RU 2016381C1 SU 4911739 A SU4911739 A SU 4911739A RU 2016381 C1 RU2016381 C1 RU 2016381C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signals
- interference
- phase
- resistive divider
- shifted
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является упрощение преобразования и конструкции. Измеряемое перемещение преобразуют с помощью оптико-электронного преобразователя в два интерференционных сигнала, сдвинутых по фазе на Π/2, третий сигнал получают инверсией одного из двух, подают три электрических сигнала на резистивный делитель, состоящий из n сопротивлений, и снимают с выходов делителя n электрических сигнала, сдвинутых по фазе на Π/n , формируют из n сигналов 2n импульсов на каждый порядок к интерференции. Устройство, реализующее способ, содержит интерференционный преобразователь, фотоприемник, связанный с электрической схемой, включающей генератор, два балансных смесителя, резистивный делитель из 16 сопротивлений, реверсивный счетчик, логический блок, индикатор. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к лазерной интерферометрии, и может быть использовано для определения дробной части интерференционной полосы в лазерном интерферометре.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ, заключающийся в том, что измеряемое перемещение преобразуют с помощью оптико-электронного преобразователя в n интерференционных сигналов, сдвинутых по фазе на π/n, формируют из n сигналов 2n импульсов на каждый порядок интерференции. Устройство, реализующее способ, содержащее интерференционный преобразователь, включающий лазер, два отражателя, светоделитель, оптический клин, акустооптический модулятор, фотоприемник и электрическую схему, включающую генератор, два балансных смесителя, логический блок, реверсивный счетчик и индикатор, и схему формирования.
Целью изобретения является упрощение электрической схемы.
Цель достигается тем, что в интерференционном преобразователе осуществляют формирование двух электрических сигналов, сдвинутых по фазе на π/2, и третьего сигнала, полученного инверсией одного из двух, преобразуют три электрических сигнала в резистивном делителе, и получают n электрических сигналов, сдвинутых по фазе на π/n.
В устройстве, реализующем способ, схема формирования выполнена в виде резистивного делителя с шестнадцатью сопротивлениями и инвертора, выходы балансных смесителей связаны с резистивным делителем таким образом, что выход одного балансного смесителя подключен к одному концу делителя непосредственно, а к другому концу - через инвертор, а выход другого балансного смесителя связан со средней точкой делителя, выходы резистивного делителя связаны с логическим блоком, а выход логического блока связан с реверсивным счетчиком.
На фиг. 1 представлена схема, поясняющая способ автоматической интерполяции порядка интерференции; на фиг. 2 - устройство, реализующее способ.
Согласно схеме, с выхода интерференционного преобразователя 1 поступают два сигнала, сдвинутых по фазе на π/2.
U1 = Umax sin(kX),
U2= Umaxsin(kX + )= Umaxcos(kX), (1) где k = - оптическое волновое число;
λ - длина волны света;
Umax - амплитуда напряжения;
Х - измеряемое перемещение.
U2= Umaxsin(kX + )= Umaxcos(kX), (1) где k = - оптическое волновое число;
λ - длина волны света;
Umax - амплитуда напряжения;
Х - измеряемое перемещение.
После инвертирования сигнала U1 на выходе инвертора 2 появится сигнал
=Umaxsin(kX+Π) (2)
Сигналы 1, 2 подаются на резистивный делитель 3, на выходе которого получаются сдвинутые по фазе на π/n сигналы. Резистивный делитель 3 состоит из n сопротивлений.
=Umaxsin(kX+Π) (2)
Сигналы 1, 2 подаются на резистивный делитель 3, на выходе которого получаются сдвинутые по фазе на π/n сигналы. Резистивный делитель 3 состоит из n сопротивлений.
Сигналы, снимаемые с верхних по схеме n/2 сопротивлений, описываются выражениями:
Um= RiUmaxsin kX+RiUmaxcos kX=VmUmaxsin (kX+ ), (3) где Vm= ,
am=Ri, bm=Ri,
tg = .
Um= RiUmaxsin kX+RiUmaxcos kX=VmUmaxsin (kX+ ), (3) где Vm= ,
am=Ri, bm=Ri,
tg = .
Для сигналов, снимаемых с нижних сопротивлений запишется такой же ряд сигналов, аналогичный (3), только все фазовые члены увеличатся на π/2.
Сигналы (3) поступают в логический блок 4, где из n сигналов получают 2n импульсов на порядок интерференции. Импульсы поступают на реверсивный счетчик 5 с индикатором 6.
Направление перемещения анализируется в логическом блоке по опережению или запаздыванию любых двух сигналов.
Индикатор представляет информацию о перемещении в дробных долях длин световых волн λ/2n в цифровом виде.
Таким образом, вместо n балансных смесителей в данном способе используется всего два и применение резистивного делителя упрощает схему.
Устройство работает следующим образом. Излучение монохроматического источника 1 разделяется на светоделительной грани куба 2 на два пучка - измерительный и опорный. Отразившись от измерительного 3 и опорного 4 отражателей, световые пучки совмещаются на светоделительной грани куба под углом α , задаваемым оптическим клином 5. Угол α выбирается равным углу дифракции световых волн на ультразвуке. После прохождения измерительного и опорного каналов интерферометра световые волны падают на акустооптический модулятор 6, в котором один из световых потоков, предположим, опорного канала, получают сдвиг оптической частоты (ωo+Ωo), а затем вместе с измерительным потоком частоты ωo подается на фотоприемное устройство 10, где на частоте модуляции выделяется электрический сигнал
Uф(t) = Umax cos (Ωo t + kX). (4)
Генератор 7 стабильной частоты вырабатывает электрические сигналы опорной частоты Ωo. На выходах генератора сигналы описываются выражениями
Uc = Umax cos (Ωo t),
Us = Umax sin (Ωo t). (5)
Один из сигналов (5) подается на излучатель 9 ультразвуковых волн, создающий в акустооптическом модуляторе бегущие звуковые волны 8.
Uф(t) = Umax cos (Ωo t + kX). (4)
Генератор 7 стабильной частоты вырабатывает электрические сигналы опорной частоты Ωo. На выходах генератора сигналы описываются выражениями
Uc = Umax cos (Ωo t),
Us = Umax sin (Ωo t). (5)
Один из сигналов (5) подается на излучатель 9 ультразвуковых волн, создающий в акустооптическом модуляторе бегущие звуковые волны 8.
Сигналы Uc, Us, сдвинутые на π/n по фазе, подаются на входы балансных смесителей 11, на вторые входы которых подается сигнал (4) с фотоприемника. С выходов балансных смесителей сигналы Uc, Us, сдвинутые по фазе на π/2 подаются на резистивный делитель 13, состоящий из 16 сопротивлений таким образом, что прямой и инверсный сигналы с одного балансного смесителя подключены к противоположным концам делителя, а выход другого балансного смесителя связан со средней точкой делителя. Инвертор 12 сдвигает сигнал Us по фазе на 180.
Снимаемые с каждого сопротивления электрические сигналы сдвинутые по фазе на π/n. Величины сопротивлений R1-R4, рассчитываются из системы уравнений:
= tg ,
= tg , (6)
_= tg .
= tg ,
= tg , (6)
_= tg .
Сопротивления R5-R8 равны соответственно R4-R1. Поэтому для R1 = 1 остальные сопротивления, рассчитанные по формулам (6), пропорциональны следующим коэффициентам R1 = 1, R2 = 0,765, R3 = 0,65, R4 = 0,6, R5 = 0,6, R6 = 0,65, R7 = 0,765, R8 = 1.
Остальные 8 сопротивлений равны первым 8 сопротивлениям.
На выходе резистивного делителя сигналы описываются выражениями:
U1 = Umax cos (kX),
U2=Umaxcos(kX+ ), (7)
U3=Umaxcos(kX+ ),
. . . . . .
U1 = Umax cos (kX),
U2=Umaxcos(kX+ ), (7)
U3=Umaxcos(kX+ ),
. . . . . .
С выхода резистивного делителя сигналы (7) подаются на логический блок 14, в котором формируются 32 импульса на каждый порядок интерференции. За счет двойного хода луча дискретность отсчета перемещений составляет λ/64. В качестве устройства цифровой индикации 15 применяется серийный блок К525.
Claims (1)
1. Способ автоматической интерполяции порядка интерференции, заключающийся в том, что измеряемое перемещение преобразуют с помощью оптико-электронного преобразователя в n интерференционных сигналов, сдвинутых по фазе на π / n формируют из n сигналов 2n импульсов на каждый порядок интерференции, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразования, в интерференционном преобразователе осуществляют формирование двух электрических сигналов, сдвинутых по фазе на π / 2 и третьего сигнала, полученного инверсией одного из двух, преобразуют три электрических сигнала в резистивном делителе и получают электрических сигналов, сдвинутых по фазе на π / n
2. Устройство автоматической интерполяции порядка интерференции, содержащее интерференционный преобразователь, включающий лазер, два отражателя, светоделитель, оптический клин, акустооптический модулятор, фотоприемник, и электрическую схему, включающую генератор, два балансных смесителя, логический блок, реверсивный счетчик и индикатор, и схему формирования, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, схема формирования выполнена в виде резистивного делителя с шестнадцатью сопротивлениями и инвертора, выходы балансных смесителей связаны с резистивным делителем, таким образом, что выход одного балансного смесителя подключен к одному концу делителя непосредственно, а к другому концу - через инвертор, а выход другого балансного смесителя связан со средней точкой делителя, выходы резистивного делителя связаны с логическим блоком, а выход логического блока связан с реверсивным счетчиком.
2. Устройство автоматической интерполяции порядка интерференции, содержащее интерференционный преобразователь, включающий лазер, два отражателя, светоделитель, оптический клин, акустооптический модулятор, фотоприемник, и электрическую схему, включающую генератор, два балансных смесителя, логический блок, реверсивный счетчик и индикатор, и схему формирования, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, схема формирования выполнена в виде резистивного делителя с шестнадцатью сопротивлениями и инвертора, выходы балансных смесителей связаны с резистивным делителем, таким образом, что выход одного балансного смесителя подключен к одному концу делителя непосредственно, а к другому концу - через инвертор, а выход другого балансного смесителя связан со средней точкой делителя, выходы резистивного делителя связаны с логическим блоком, а выход логического блока связан с реверсивным счетчиком.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4911739 RU2016381C1 (ru) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Способ автоматической интерполяции порядка интерференции и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4911739 RU2016381C1 (ru) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Способ автоматической интерполяции порядка интерференции и устройство для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016381C1 true RU2016381C1 (ru) | 1994-07-15 |
Family
ID=21560768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4911739 RU2016381C1 (ru) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Способ автоматической интерполяции порядка интерференции и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2016381C1 (ru) |
-
1991
- 1991-02-15 RU SU4911739 patent/RU2016381C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1763882, кл. G 01B 21/00, 1990. * |
Лазерные интерферометры. Сб. Научных статей АН СССР, Новосибирск, 1978, с.10-41. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3279116B2 (ja) | レーザドップラ流速計 | |
US4005936A (en) | Interferometric methods and apparatus for measuring distance to a surface | |
JPS5845687B2 (ja) | 移動距離及び速度の測定装置 | |
EP0183502B1 (en) | Improvements relating to optical pulse generating arrangements | |
CN110118532B (zh) | 光纤Fabry-Perot位移传感器的双波长非线性位移解调方法及系统 | |
US6243168B1 (en) | Dynamic optical micrometer | |
US5781283A (en) | Process and arrangement for the measurement of physical values of light scattering moving particles by means of a laser doppler anemometer | |
RU2016381C1 (ru) | Способ автоматической интерполяции порядка интерференции и устройство для его осуществления | |
RU2016380C1 (ru) | Способ автоматической интерполяции фазового сдвига в лазерных интерферометрах и устройство для его осуществления | |
JPH06186337A (ja) | レーザ測距装置 | |
JP3264463B2 (ja) | 光散乱媒体の吸光計測装置 | |
SU1763882A1 (ru) | Гетеродинный интерференционный способ измерени перемещени и устройство дл его осуществлени | |
RU2017061C1 (ru) | Способ подсчета порядка интерференции и устройство для его осуществления | |
JP2935325B2 (ja) | マルチプローブ変位測定装置 | |
JPS62135703A (ja) | 測長器 | |
US5450195A (en) | Phase-modulated interferometer for evaluating phase displacement resulting from charges in path length | |
JP3089376B2 (ja) | 距離測定装置 | |
JPH01143925A (ja) | マイケルソン干渉計 | |
RU2069839C1 (ru) | Устройство для определения поперечных смещений | |
JPH0835811A (ja) | 周波数変調光ファイバ変位測定装置 | |
SU968615A2 (ru) | Интерференционный измеритель перемещений | |
SU987641A1 (ru) | Акустооптический коррел тор радиосигналов | |
SU399722A1 (ru) | Интерференционный способ измерения величины линейных и угловых перемещений | |
RU2157963C1 (ru) | Способ контроля положения границы детали и устройство для его реализации | |
SU1095034A1 (ru) | Устройство дл измерени линейных перемещений |