SU1211604A1 - Arrangement for measuring object displacements - Google Patents
Arrangement for measuring object displacements Download PDFInfo
- Publication number
- SU1211604A1 SU1211604A1 SU843716068A SU3716068A SU1211604A1 SU 1211604 A1 SU1211604 A1 SU 1211604A1 SU 843716068 A SU843716068 A SU 843716068A SU 3716068 A SU3716068 A SU 3716068A SU 1211604 A1 SU1211604 A1 SU 1211604A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- measurement
- measuring
- reflectors
- laser
- distance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть Использовано дл прецизионных измерений размеров шаров, цилиндров кубов и других тел правильной геометрической формы. Целью изобретени вл етс обеспечение измерени размеров объектов за счет измерени рассто ний между отражател ми любой формы. Устройство содержит измерительный и вспомогательный лазеры с общими зеркалами, два фотоприемншса, два частотомера, каждый из которых св заи с соответствун цим фотоприемником, систему автоподстройки и св занный с ней пьезокорректор, установленный на одном из зеркал, дополнительный измеритепьнь лазер, установлен олй между объектом измерений и зеркалом, соосно первому лазеру, второй пьезо-- корректор, размещенный на втором зеркале, и переключатель, установленный между системой автоподстройки и пьезокорректорами. Устройство позвол ет регистрировать изменение рас- сто ни между отражател ми различной геометрической формы как изменение разности .частот биений измерительных и вспомогательиого лазеров 1 ил. Ф SThe invention relates to measurement technology and can be used for precision measurements of the sizes of balls, cube cylinders and other bodies of regular geometric shape. The aim of the invention is to provide measurement of the size of objects by measuring the distance between reflectors of any shape. The device contains measuring and auxiliary lasers with common mirrors, two photodetectors, two frequency meters, each of which is associated with a corresponding photodetector, an auto-tuning system and a piezocorrector connected to it, mounted on one of the mirrors, an additional laser measured, the distance between the object of measurement and a mirror coaxial with the first laser, the second piezo-corrector, placed on the second mirror, and a switch installed between the auto-tuning system and the piezo correctors. The device allows recording the change in the distance between the reflectors of various geometric shapes as a change in the difference in the beat frequencies of the measurement and auxiliary lasers 1 sludge. Ф S
Description
Изобретение относитс к измери тельной технике и может быть использовано дл прецизионных измерений размеров шаров, цилиндров, кубов и других тел правильной геометрической формы, используемых в качестве эталонных образцов при создании мер единицы плотности на основе твердых телThe invention relates to a measurement technique and can be used for precision measurements of the sizes of balls, cylinders, cubes and other bodies of regular geometric shape used as reference samples when creating density units based on solids.
Целью изобретени вл етс обес печение измерени размеров объектов за счет измерени рассто ни между отражател ми любой формы.The aim of the invention is to provide measurement of the dimensions of objects by measuring the distance between reflectors of any shape.
На чертеже представлена схема устройства.The drawing shows a diagram of the device.
Устройство содержит отражатели 1 и 2, образующие резонатор вспомога тельного лазера с активным элементом 3. Вспомогательный лазер оптически св зан через зеркало 4 с фото приемником 5, подключенным к систе- ме 6 автоматической подстройки частоты ( АПЧ| вспомогательного лазера, электрически св занной через переключатель 7 с-пьезокорректорами 8 и 9, размещенными на отражател х 1 и 2 . Активный элемент 10 образует с отражателем 1 и отражающим элементом , устанавливаемым на поверхности измер емого объекта 11 (или отражающей поверхностью самого объекта 11), первый измерительный лазер. Активный элемент 12 образует с отражателем 2 и поверхностью измер емого объекта 1 второй измерительный лазер. Оба измерительных лазера через зеркала 4, 13, 14 и 15 оптически св заны с вспо могательным лазером и фотоприемниками 16 и 17, подключенными к частотомерам 1-8 и 19.The device contains reflectors 1 and 2, which form the auxiliary laser resonator with the active element 3. The auxiliary laser is optically coupled through the mirror 4 to a photo receiver 5 connected to the automatic frequency control system 6 (AFC | auxiliary laser electrically connected via a switch 7 with piezocorrectors 8 and 9 placed on reflectors 1 and 2. The active element 10 forms with reflector 1 and a reflecting element mounted on the surface of the object to be measured 11 (or the reflecting surface of the volume kta 11), the first measuring laser. The active element 12 forms a second measuring laser with the reflector 2 and the surface of the measured object 1. Both measuring lasers are optically coupled to the auxiliary laser and photodetectors 16 and 17 through mirrors 4, 13, 14 and 15, connected to frequency counters 1-8 and 19.
Устройство работает следующим об- разом.The device works as follows.
Первоначально определ ют значение параметра do - диаметра измер емого объекта 11 в его начальном положении Дл этого испо.пьзуют режим сканировани отражателей 1 и 2, осуществл емый при помещенном между активными sneMBHTaMii 10 и 12 измер емом объекте П с помощью пьезокорректоров 8 и 9, подключаемых поочередно через переключатель 7 к системе АПЧ 6 вспомогательного лазера, котора вырабат вает управл ющий сигнал сканирова-- ни . При этом определ ютс базы ре- зонаторов вспомогательного (Ьо) и измерительных (L.| и Lj.) лазеров по формуламInitially, the value of the do parameter — the diameter of the object to be measured 11 in its initial position is determined. To do this, use the scanning mode of reflectors 1 and 2, carried out when an object to be measured between sneMBHTaMii 10 and 12 is measured using the piezocorrectors 8 and 9 connected alternately via switch 7 to the AFC system 6 of the auxiliary laser, which generates a control signal for scanning. In this case, the bases of the auxiliary (bo) and measuring (L. | and Lj.) Lasers are determined by the formulas
СWITH
7- л,7 liters
L, . -„Ь,L ,, где сL. - „Ь, L ,, where with
Л)о,й. йЧ гL) oh th. ye ch
С 2&СC 2 & C
С(1)C (1)
2 скорость света;2 speed of light;
межмодовые интервалы дл вспомогательного и измерительных лазеров соответственно .intermode spacing for auxiliary and measurement lasers, respectively.
Относительна погрешность измерени межмодовых интервалов при использовании серийных приборов составл ет величину пор дка 10 - 10 .The relative measurement error of the intermode intervals when using serial devices is in the order of 10 - 10.
После измерени межмодовых интервалов замыкаетс цепь обратной св зи АПЧ 6 вспомогательного лазера, поддерживающа неизменной базу его резонатора с относительной погрешностью пор дка 1-10 (что может быть осуществлено системой АПЧ по провалу Лэмба или по внешней поглощающей чейке, как это сделано в промьшшенных лазерах ЛГ-77 и ЛГ-149). По измеренным значени м баз резонаторов вспомогательного и измерительных лазеров определ етс do из соотношени After measuring the intermode intervals, the feedback circuit of the AFC 6 auxiliary laser closes, maintaining the base of its resonator unchanged with a relative error of about 1-10 (which can be done by the LPC system or the external absorbing cell, as in industrial LH lasers -77 and LG-149). From the measured values of the bases of the auxiliary resonators and measuring lasers, do is determined from the ratio
LO - L - L LO - L - L
(2)(2)
Дп определени истиной конфигу рации объекта 11 производ т измерени его размеров в нескольких се- ченийх, число которых зависит от степени отклонени формы исследуемого объекта 11 от правильной геометрической . Дп этого после измере- ни do измер ют частоты биений fof и foj измерительных и вспомогательного лазеров, вьщел емые системами оптического гетеродинировани , состо щими из зеркал 4, 13, 14 и 15 и фотоприемников 16 и 17. Частоты биений регистрируютс частотомерами 18 и 19, они равны:The dp of determining the true configuration of the object 11 is performed by measuring its dimensions in several sections, the number of which depends on the degree of deviation of the shape of the object 11 under study from the correct geometrical one. After this measurement, do the frequencies of the beats fof and foj of the measuring and auxiliary lasers measured by optical heterodyning systems consisting of mirrors 4, 13, 14, and 15 and the photodetectors 16 and 17 are measured. The frequencies of the beats are recorded with frequency meters 18 and 19, they are equal:
fo, f -fo; fo2 2 O ,fo, f -fo; fo2 2 O,
где f 1 f jL частоты генерации из- мерительньк лазеров в начальном положении объекта 11; fo - частота генерации .where f 1 f jL is the generation frequency of the measuring lasers in the initial position of the object 11; fo is the frequency of generation.
вспомогательного лазера .auxiliary laser.
После этого объект I1 плавно переводитс в новое положение, в котором частоты генерации измерительных лазеров измен ютс в соответствии с изменением баз резонаторов измерительных лазеров, вызванном изменением размера измер емого объек-After that, the object I1 is smoothly transferred to a new position in which the generation frequencies of the measuring lasers change in accordance with the change in the bases of the resonators of the measuring lasers, caused by the change in the size of the measured object
та 11. Эти новые значени частот обозначим f и f Ij , а частоты бив НИИ будут f;,, f fo H-fj, f f, , Частоты биений снова измер ютс .m 11. These new values of frequencies will be denoted by f and f Ij, and the frequencies of the institutes biv will be f ;, f fo H-fj, f f,,. The beat frequencies are measured again.
Искомый размер dj, нового сечени объекта 11 измерений находитс как алгебраическа сумма ранее найденной величины dg и ее изменени Ado, определ емого из выражени The desired size dj of the new section of the object 11 of measurements is found as the algebraic sum of the previously found value dg and its change Ado, determined from the expression
Д(1„ D (1 „
foi- foi-
2ДЛ ,2DL
foi - foz foi - foz
02 02
00
Погрешность механизма перемещени объекта 11 не входит в погреш ность измерений, т.к.. она приводит к противоположным изменени м частот генерации измерительных лазеров , которые полностью взаимо- компенсируютс .The error of the moving mechanism of the object 11 is not included in the measurement error, because it leads to opposite changes in the generation frequencies of the measuring lasers, which are fully compensated for.
Процедура измерений повтор етс дл всех необходимых сечений измер емого объекта 11.The measurement procedure is repeated for all necessary sections of the measured object 11.
Из соотношени С З) вытекает следующа оценка требований к стабильности частоты лазера в зависимости от требуемой погрешности измерений:The following estimate of the requirements for the stability of the laser frequency as a function of the required measurement error follows from the relation C3):
.)1...)one..
dodo
илиor
«о "about
(4)(four)
где (S -f - относительна нестабиль ность частоты излучени лазера за врем цикла единичного измерени . Использу известные из теории веро тностей соотношени , можно оценить необходимую стабильность лазера дл серии измерений:where (S -f is the relative instability of the laser frequency during a single measurement cycle. Using the ratios known from probability theory, one can estimate the required stability of the laser for a series of measurements:
, , ,,
, ,
))
10ten
1515
2525
30thirty
3535
4040
{,В, (5{,AT 5
где п - число измерений в серии;where n is the number of measurements in the series;
6 - среднее квадратическое отклонение измер емой величины,6 - standard deviation of the measured value,
Задава сь величиной среднего квад ратического отклонени ; do 0,1 м; 0,5 м, получаем дл -h 25 оценку относительной нестабильности частоты лазера Ь-Ю , что может быть реализовано системой автоподстройки частоты, бп измер емой величины ud дл серии h измерений.в некотором положении объекта 11 определ етс Hsj HpiaJKeiujH :Given the value of the average quadratic deviation; do 0.1 m; 0.5 m, we obtain for -h 25 an estimate of the relative frequency instability of the laser B – H, which can be realized by a frequency auto-tuning system, bp of the measured value ud for a series of measurements h. At some position of the object 11, Hsj HpiaJKeiujH is determined:
1 (д ;-л-3)1 (d; -l-3)
вп-d vp-d
И-1I-1
,. (61, (61
2020
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843716068A SU1211604A1 (en) | 1984-03-29 | 1984-03-29 | Arrangement for measuring object displacements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843716068A SU1211604A1 (en) | 1984-03-29 | 1984-03-29 | Arrangement for measuring object displacements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1211604A1 true SU1211604A1 (en) | 1986-02-15 |
Family
ID=21109440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843716068A SU1211604A1 (en) | 1984-03-29 | 1984-03-29 | Arrangement for measuring object displacements |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1211604A1 (en) |
-
1984
- 1984-03-29 SU SU843716068A patent/SU1211604A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР 1010459, кл. G 01 В 11/00, 1982. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0347215A2 (en) | Proximity sensor | |
US5579109A (en) | 3 frequency heterodyne laser interferometer that doubles the resolution | |
Earnshaw et al. | 9.6-A dual wavelength optical distance measuring instrument which corrects for air density | |
US4655597A (en) | Micro-displacement measuring apparatus using a semiconductor laser | |
SU1211604A1 (en) | Arrangement for measuring object displacements | |
SU1104361A1 (en) | Device for measuring small displacements | |
SU1427169A1 (en) | Displacement transducer | |
Matsumoto | Length measurement using infrared two‐wavelength He–Xe laser interferometer | |
SU1035419A1 (en) | Optical electronic device for measubring linear displacements | |
SU1075798A1 (en) | Laser range finder | |
SU756194A1 (en) | Device for measuring object motion parameters | |
SU1117493A1 (en) | Interferention method of measuring optical refraction index for gases and liquids | |
RU1520982C (en) | Light range finder | |
SU1348637A1 (en) | Displacement and length measuring device | |
SU377615A1 (en) | ALL-UNION I | |
SU1087772A1 (en) | Method of measuring tilt angle of edge of pipe relative to internal channel axis thereof | |
SU1647241A1 (en) | Laser interference device | |
SU1010459A1 (en) | Device for measuring small length and displacement | |
Leitz | Two electronic tacheometers by Zeiss | |
SU504224A1 (en) | Angle Code Transducer | |
SU1060944A1 (en) | Device for measuring dynamic deformations of shafts in stationary rotating mode | |
SU932226A1 (en) | Device for measuring small angular displacements of coherent radiation source | |
Bennett | Length and displacement measurement by laser interferometry | |
SU1350500A1 (en) | Device for measuring distance to reflecting surface | |
SU849006A1 (en) | Device for measuring speed |