SU1260685A1 - Device for measuring parameters of object displacement - Google Patents
Device for measuring parameters of object displacement Download PDFInfo
- Publication number
- SU1260685A1 SU1260685A1 SU853848615A SU3848615A SU1260685A1 SU 1260685 A1 SU1260685 A1 SU 1260685A1 SU 853848615 A SU853848615 A SU 853848615A SU 3848615 A SU3848615 A SU 3848615A SU 1260685 A1 SU1260685 A1 SU 1260685A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- radiation
- outputs
- mirror
- mirrors
- movement
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени параметров пе-, ремещени , вибраций и ударов. Целью изобретени вл етс повышение точности измерений за счет исключени погрешностей от перемещени объекта в направлении, перпендикул рном оптической оси падающего на объект потока излучени . Устройство, содержащее источник монохроматического излуче- ни , диафрагму и фотопреобразователь с блокам регистрации в измерительной цепи, имеет также два установленных с возможностью перемещени зеркала, размещенных между источником и светоделителем и под углами ol к падающему изл5гчению (например, е 45°), при этом плоскости падени потоков излучени на зеркала взаимно перпендикул рны . В устройстве содержитс также диафрагма, жестко св занна с позиционно-чувствительным фотоприемником с механизмом двуккоординат- ного перемещени , и два дифференциальных усилител , предназначенные . дл формировани компенсирующих сигналов с выходом позиционно-чувст- вительного фотоприемника и передачи их на элементы перемещени зеркал, перемещающих поток излучени , и через усилители с Ки 1/cos об - на механизм перемещени фотоприемника, которьй отслеживает перемещение спекл-картины до возвращени ее в первоначальное положение, при котором сигнал с фотоприемника становитс равным нули. 1 з.п. ф-лы. 1 кл. (ЛThe invention relates to a measurement technique and can be used to measure the parameters of displacement, displacement, vibrations and shocks. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by eliminating errors from moving an object in the direction perpendicular to the optical axis of the radiation flux incident on the object. A device containing a monochromatic radiation source, a diaphragm and a phototransducer with registration units in the measuring circuit also has two mirrors installed with the possibility of movement, placed between the source and the beam splitter and at angles ol to the incident radiation (e 45 °); in this plane, the fluxes of radiation on the mirrors are mutually perpendicular. The device also contains a diaphragm, rigidly connected with a position-sensitive photodetector with the two-coordinate movement mechanism, and two differential amplifiers designed. to form compensating signals with the output of a position-sensitive photodetector and transfer them to the moving elements of the mirrors that move the radiation flux, and through amplifiers with Ki 1 / cos ob to the photodetector moving mechanism, which tracks the movement of the speckle pattern before returning it to the original the position at which the signal from the photodetector becomes zero. 1 hp f-ly. 1 cl. (L
Description
1one
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени параметров перемещений вибраций и ударов.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the parameters of the movements of vibrations and shocks.
Целью изобретени вл етс повышение точности измерений за счет исключени погрешностей от перемещени объекта в направлении, перпендикул рном оптической оси падающего наThe aim of the invention is to improve the measurement accuracy by eliminating errors from moving an object in the direction perpendicular to the optical axis of the incident
объект потока излучени , Iradiation flux object, I
На чертеже представлена блок-схема устройства.The drawing shows the block diagram of the device.
Устройство дл измерени параметров перемещени объекта содержит источник 1 монохроматического излучени , расположенный по ходу потока излучени светоделитель 2, дел щий поток излучени на три пучка, в одном пучке излучени последовательно установлены перва диафрагма 3, фр- топреобразователь 4 и блок 5 регистрации , в другом - опорное зеркало 6, в третьем - полупрозрачна пластина 7, через которую пучок излучени направл етс на объект 8. Кроме того, устройство содержит последовательно установленные за источником 1 монохроматического излучени фокусирующую систему 9, первое зеркало 10 с элементом 11 линейного перемещени , второе зеркало 12 с элементом 13 ли ейного перемещени , причем первое и второе зеркала 10 и 12 установлены под углом сб , например к падающему на них потоку излучени , и расположены так, что плоскость падени излучени на первое зеркало 10 перпендикул рна плоскости падени излучени на второе зеркало 12, последовательно установленные по ходу излучени за полупрозрачной пластиной 7 жестко соединенные между собой вторую диафрагму 14 и позициоино- чувствительньй фотоприемник 15, механизм двухкоординатного линейного перемещени с элементами 16 и 17, предназначенными дл перемещени в ортогональных направлени х в плоскости , перпендикул рной оптической оси третьего пучка излучени , два дифференциальных усилител 18 и 19, входы которых подключены к выходам позиционно-чувствительного фотоприемника 15, а в ыходы подключены к элементам 11 и 13 линейного переме- 1дени первого и второго зеркал 10 и 12, два усилител 20 и 21 с коэффициентом усилени Kj l/cosoi, вхо606852A device for measuring the motion parameters of an object contains a monochromatic radiation source 1, a beam splitter 2 located along the radiation flux, dividing the radiation flux into three beams, the first diaphragm 3, the inverter 4 and the recording unit 5 are sequentially installed in one radiation beam, in the other - the reference mirror 6, in the third - a translucent plate 7, through which the radiation beam is directed onto the object 8. In addition, the device contains successively installed behind the monochromatic source 1 the focusing system 9, the first mirror 10 with the linear displacement element 11, the second mirror 12 with the linear displacement element 13, the first and second mirrors 10 and 12 being installed at an angle of sat, for example, to the radiation flux incident on them, and the plane of incidence of radiation on the first mirror 10 is perpendicular to the plane of incidence of radiation on the second mirror 12, successively installed along the course of the radiation behind the translucent plate 7, which are rigidly interconnected by the second diaphragm 14 and position-sensitive a photodetector 15, a two-coordinate linear displacement mechanism with elements 16 and 17 designed to move in orthogonal directions in a plane perpendicular to the optical axis of the third radiation beam, two differential amplifiers 18 and 19, whose inputs are connected to the outputs of the position-sensitive photodetector 15, and The outputs are connected to elements 11 and 13 of the linear movement of the first and second mirrors 10 and 12, two amplifiers 20 and 21 with a gain of Kj l / cosoi, input 606852
ды которых подключены к выходам дифференциальных усилителей 18 и 19, а выходы - к элементам 16 и 17 механизма двухкоординатного перемещени 5 позиционно-чувствительного фотоприемника 15, причем позиционно-чувст- вительный фотоприемник 15 установлен с возможностью поворота вокруг оптической оси падающего на него пучкаThe ports of which are connected to the outputs of differential amplifiers 18 and 19, and the outputs to elements 16 and 17 of the mechanism of two-coordinate movement 5 of the position-sensitive photodetector 15, and the position-sensitive photodetector 15 is installed with the possibility of rotation around the optical axis of the incident beam
10 излучени .10 radiation.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Монохроматическое излучение от источника 1 проходит через фокусиру15 ющую систему 9, отражаетс первым зеркалом 10 и вторым зеркалом 12 и падает на светоделитель 2. Пучок излучени , отраженньй светоделителем 2, падает на опорное зеркало 6 и отража20 етс в обратном направлении, пучок излучени , прошедший через светоделитель 2, проходит через полупрозрачную пластину 7, падает на объект 8 , и отражаетс им в обратном направ25 лении, частично рассеива сь на шероховатост х поверхности объекта 8. Пучи излучени , отраженные от опорного зеркала 6 и объекта 8, интерферируют и принимаютс светочувстви30 тельной площадкой фотопреобразовател 4. При движении объекта 8 измен етс фаза отраженного от него излучени и, следовательно, измен етс интенсивность интерференционной кар35 тины на фотопреобразователе 4, котора преобразуетс им в электрический сигнал, по величине которого определ ют контролируемый параметр перемещени объекта 8 в направлении норма40 ли к его поверхности. Часть излучени , отраженного и рассе нного объектом 8, отражаетс полупрозрачной пластиной 7 и падает на вторую диафрагму 14 и позиционно-чувствитель- .The monochromatic radiation from source 1 passes through the focusing system 9, is reflected by the first mirror 10 and the second mirror 12 and falls on the beam splitter 2. The radiation beam reflected by the beam splitter 2 falls on the reference mirror 6 and is reflected in the opposite direction, the radiation beam passing through the beam splitter 2 passes through the semitransparent plate 7, falls onto object 8, and is reflected by it in the opposite direction25, partially scattered on the roughness of the surface of object 8. Puzzles of radiation reflected from the reference mirror 6 and volume When the object 8 moves, the phase of the radiation reflected from it changes and, therefore, the intensity of the interference pattern on the photoconverter 4 changes, which is converted by it into an electrical signal, the value of which is determined by the monitored the parameter of moving object 8 in the direction of norm 40 to its surface. Part of the radiation reflected and scattered by the object 8 is reflected by the semitransparent plate 7 and falls on the second diaphragm 14 and the position-sensitive.
45 ный фотоприемник 15. Поскольку диаметр второй диафрагмы 14, определ емый из соотношени 45 photodetector 15. Since the diameter of the second diaphragm 14, determined from the ratio
d3.)p. (,)d3.) p. (,)
где f - фокусное рассто ние фокусирующей системы 9; , - рассто ние от объекта 8 where f is the focal distance of the focusing system 9; , - distance from object 8
до полупрозрачной пластины 7; 5 fj - рассто ние от пластины 7to the translucent plate 7; 5 fj - distance from plate 7
до второй диафрагмы 14; D - .диаметр пучка излучени наto the second aperture 14; D is the diameter of the radiation beam on
выходе фокусирующей системы 9;the output of the focusing system 9;
меньше размера одного спекла в ее плоскости, то при смещении объекта в плоскости, перпендикул рной направ лению падающего на него излучени , спекл-картина, образованна при рассе нии излучени на шероховатост х объекта 8, также смещаетс , что приводит к изменению распределени интенсивности излучени на позиционно- чувствительном фотоприемнике 15. По- зиционно-чувствительный фотоприемник 15 чувствителен к перемещени м падающего на него пучка излучени в двух ортогональных направлени х. Поэтому при перемещении спекл-карти- ны измен ютс сигналы на обоих выходах позиционно-чувствительного фотоприемника 15, каждьш из которых чувствителен к линейному перемещению пучка излучени по одной из -координат . Величина сигналов на выходах позиционно-чувствительного фотоприем ника 15 зависит от величины и направ лени смещени объекта 8. Эти сигналы поступают на входы дифференциальных усилителей 18 и 19, которые усиливают сигналы и измен ют их фазу на 180 . С выходов дифференциаль- .ных усилителей 18 и 19 усиленные сигналы, наход щиес в противофазе с входными сигналами, поступают на элементы 11 и 13 линейного перемещени . Сигналы с выходов дифференциг альных усилителей 18 и 19 поступают также на усилители 20 и 21, коэффициент усилени которых К,. l/cosaj, например, К 1/cos 45° 1,414. Под воздействием сигналов, снимаемых с выходов усилителей 20 и 21, механизм линейного перемещени с элементами 16 и 17 перемещает пози- ционно-чувствительный фотоприемник 15 с диафрагмой 14 в направлении смещени спекл-структуры. Одновременно под воздействием сигналов, снимаемых с дифференциальных усилителей 18 и 19, элементы 11 и 13 линейного перемещени перемещают зеркала 10 и 12, а следовательно, пучок излучени , падающий на объект 8, параллельно самому себе. При этом пучок излучени перемещаетс в направлении перемещени объекта 8 плоскости , перпендикул рной направлению падающего на него излучени . Поскольку сигналы, подаваемые на элементы 16, 17 и 11, 13 наход тс в противофазе с сигналами, снимаемыми с вы60685 ,less than the size of one speckle in its plane, then when the object is displaced in a plane perpendicular to the direction of the radiation incident on it, the speckle pattern formed by scattering radiation on the roughness of the object 8 also shifts, which causes the radiation intensity to change position-sensitive photodetector 15. The position-sensitive photodetector 15 is sensitive to the movement of the incident beam on it in two orthogonal directions. Therefore, when moving the speckle pattern, the signals at both outputs of the position-sensitive photodetector 15 change, each of which is sensitive to linear movement of the radiation beam along one of the coordinates. The magnitude of the signals at the outputs of the position-sensitive photodetector 15 depends on the magnitude and direction of displacement of the object 8. These signals are fed to the inputs of differential amplifiers 18 and 19, which amplify the signals and change their phase by 180. From the outputs of the differential amplifiers 18 and 19, the amplified signals that are out of phase with the input signals arrive at the elements 11 and 13 of the linear movement. The signals from the outputs of the differential amplifiers 18 and 19 also go to the amplifiers 20 and 21, the gain of which K ,. l / cosaj, for example, K 1 / cos 45 ° 1.414. Under the influence of signals taken from the outputs of amplifiers 20 and 21, the linear displacement mechanism with elements 16 and 17 moves the position-sensitive photodetector 15 with diaphragm 14 in the direction of displacement of the speckle structure. At the same time, under the influence of signals removed from the differential amplifiers 18 and 19, the elements 11 and 13 of the linear movement move the mirrors 10 and 12, and hence the radiation beam incident on the object 8, parallel to itself. In this case, the radiation beam moves in the direction of movement of the object 8 of the plane, perpendicular to the direction of the radiation incident on it. Since the signals supplied to the elements 16, 17 and 11, 13 are in antiphase with the signals taken from 60685,
ходов позиционно-чувствительного фотоприемника 15, то элементы 16 и 17 перемещают позиционно-чувствительный фотоприемник 15 с диафрагмой 14 в 5 направлении перемещени спекл-структуры до тех пор, пока он не займет. свое прежнее положение по отношению к спекл-структуре, а элементы 11 и 13 линейного перемещени при этом пе10 ремещают зеркала 10 и 12 до тех пор, пока пучок излучени , падающий на объект 8, не займет свое прежнее положение на объекте 8. Коэффициент усилени усилителей 20 и 21 выбранof the position-sensitive photodetector 15, then the elements 16 and 17 move the position-sensitive photodetector 15 with the diaphragm 14 in the 5 direction of movement of the speckle structure until it is occupied. its previous position with respect to the speckle structure, while the elements 11 and 13 of the linear movement at this time move 10 mirrors 10 and 12 until the radiation beam incident on the object 8 occupies its previous position on the object 8. Amplifier gain 20 and 21 selected
Т5 равным К. 1/COS 45° 1,414 исход из того, чтобы перемещение позиционно- чувствительного фотоприемника 15 было равно перемещению пучка, падающего на объект 8, а так как величина пе20 ремещени зеркал 10 и 12 дл переме- щени пучка на величину f равна t Cos 45 ,то сигналы, подаваемые на элементы 11 и 13 линейного перемещени , должны быть меньще, чем сигналы,T5 is equal to K. 1 / COS 45 ° 1.414, based on the fact that the movement of the position-sensitive photodetector 15 is equal to the movement of the beam incident on object 8, and since the value ne20 of the movement of mirrors 10 and 12 is equal to t Cos 45, then the signals supplied to the elements 11 and 13 of the linear movement should be less than the signals
5 подаваемые на элементы 16 и 17 линейного перемещени в 1/cos 45 . 1,414 раза.5 supplied to the linear displacement elements 16 and 17 at 1 / cos 45. 1,414 times.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853848615A SU1260685A1 (en) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | Device for measuring parameters of object displacement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853848615A SU1260685A1 (en) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | Device for measuring parameters of object displacement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1260685A1 true SU1260685A1 (en) | 1986-09-30 |
Family
ID=21160307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853848615A SU1260685A1 (en) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | Device for measuring parameters of object displacement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1260685A1 (en) |
-
1985
- 1985-01-31 SU SU853848615A patent/SU1260685A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 756194. кл. G 01 В 11/00, 1979. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100542832B1 (en) | Interferometer system and lithographic apparatus comprising such a system | |
US8928891B2 (en) | Optical distance sensor with tilt error correction | |
US3790284A (en) | Interferometer system for measuring straightness and roll | |
US4938595A (en) | Diffraction photoelectric displacement measuring device | |
JPH0465325B2 (en) | ||
US4436424A (en) | Interferometer using transverse deviation of test beam | |
JPH03505374A (en) | How to measure displacement and angle | |
JP2007163479A (en) | Interferometer | |
JPS58191907A (en) | Method for measuring extent of movement | |
JPH0652170B2 (en) | Optical imaging type non-contact position measuring device | |
JPH0426042B2 (en) | ||
JP2001165616A (en) | Laser length measuring device and laser length measuring method | |
US4395123A (en) | Interferometric angle monitor | |
SU1260685A1 (en) | Device for measuring parameters of object displacement | |
US4847511A (en) | Device for measuring rectilinear motion | |
JPS632323B2 (en) | ||
US3558230A (en) | Light beam deflection sensor | |
JPS60169706A (en) | Surface-state measuring device | |
WO1992021933A1 (en) | Method of and apparatus for optically measuring rotation | |
JP3045567B2 (en) | Moving object position measurement device | |
JP2650830B2 (en) | Straightness measuring device | |
SU1241062A1 (en) | Laser meter of linear shifts of surface | |
SU1006909A1 (en) | Device for measuring dimensions of parallel sides object components | |
JPH01142401A (en) | Optical displacement measuring apparatus | |
JPS63196807A (en) | Optical displacement measuring method |