SU1285320A1 - Device for measuring shift of interference bands - Google Patents

Device for measuring shift of interference bands Download PDF

Info

Publication number
SU1285320A1
SU1285320A1 SU853893596A SU3893596A SU1285320A1 SU 1285320 A1 SU1285320 A1 SU 1285320A1 SU 853893596 A SU853893596 A SU 853893596A SU 3893596 A SU3893596 A SU 3893596A SU 1285320 A1 SU1285320 A1 SU 1285320A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
generator
electronic key
repeater
Prior art date
Application number
SU853893596A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Петрович Шестаков
Александр Петрович Шешуков
Владимир Анатольевич Фроленко
Original Assignee
Институт Физики Им.Л.В.Киренского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Физики Им.Л.В.Киренского filed Critical Институт Физики Им.Л.В.Киренского
Priority to SU853893596A priority Critical patent/SU1285320A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1285320A1 publication Critical patent/SU1285320A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  профил  полированных поверхностей. Цель изобретени  - повьшение точности и помехоустойчивости измерений за счет устранени  противофазных составл ющих электрического сигнала и его последующей фильтрации. Цель достигаетс  за счет введени  в устройство электронного ключа 5, блока 12 делени  частоты, блока 13 совпадений, генератора 14 линейно-периодического напр жени  и полосового фильтра 6. В результате в интерферометрах с синусоидальной или линейно-периодической- модул цией разности хода достигаетс  повьпиение точности за осуществление двойной фильтрации сигнала на вьпсоде фотоприемника: удалени  противофазных составл ющих интерференционного сигнала с помощью электронного ключа 5 и дальнейша  фильтраци  полосовым активным фильтром 6. Выделенна  гармоника не зависит по амплитуде от фазовых составл ющих исходного сигнала и практически не содержит шумов. 2 ил. (ЛThe invention relates to a measurement technique and can be used to measure the profile of polished surfaces. The purpose of the invention is to increase the accuracy and noise immunity of measurements by eliminating the antiphase components of the electrical signal and its subsequent filtering. The goal is achieved by introducing an electronic key 5, a frequency dividing unit 12, a coincidence unit 13, a linear-periodic voltage generator 14, and a band-pass filter 6. As a result, interferometers with sinusoidal or linear-periodic-modulation of the path difference achieve accuracy for double-filtering the signal on the photodetector: removing the antiphase components of the interference signal with the electronic key 5 and further filtering by the active band pass filter 6. The isolated th harmonic does not depend on the amplitude of the phase components of the original signal and is substantially free of noise. 2 Il. (L

Description

czcz

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  профил  полированных поверхностей.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the profile of polished surfaces.

Цель изобретени  - повьшение точности и помехоустойчивости измерений за счет устранени  противофазных составл ющих электрического сигнала и его последующей фильтрации.The purpose of the invention is to increase the accuracy and noise immunity of measurements by eliminating the antiphase components of the electrical signal and its subsequent filtering.

На фиг,1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы обработки сигнала.Fig, 1 shows a functional diagram of the device; figure 2 - timing charts of signal processing.

Устройство содержит источник 1 светового излучени , интерферометр 2 с модул тором, фотоприемник 3, повторитель 4, электронный ключ 5, вы- полненный в виде коммутатора, поло-f совой активный фильтр 6, нуль-орга й 7, блок 8 формировани  импульсной последовательности, состо щий из RS- триггера 9 и схемы И 10, генератор 11 счетных импульсов, блок 12 делени  частоты, блок 13 совпадений, генератор 14 синусоидального или линейно-: периодического , напр жени , интерфейс 15, мини-ЭВМ 16.The device contains a light source 1, an interferometer 2 with a modulator, a photodetector 3, a repeater 4, an electronic switch 5, made in the form of a switch, a polo-f active filter 6, zero or 7, a pulse sequence formation unit 8, consisting of RS flip-flop 9 and circuit AND 10, oscillator 11 counting pulses, frequency division block 12, coincidence block 13, sinusoidal or linear-oscillator 14, periodic, voltage, interface 15, mini-computer 16.

Источник 1 светового излучени  с модул тором оптически св зан с интерферометром 2 и фотоприемником 3, выход фотоприемника 3 подключен к входу повторител  4. Повторитель 4, электронный ключ 5, полосовой активный фильтр 6, нуль-орган 7 соединены последовательно, выход нуль- органа 7 подключен к S-входу RS- триггера 9 блока 8 формировани  им- пульсшзй последовательности, к R- входу RS-триггера 9 подключен выход блока 13 совпадений, а выход RS-триггера 9 соединен с одним из входов схемы И 10, другой вход которой соединен с вьпсодом генератора 11 счетных импульсов, который одновременно подключен к входу блока 12 делени  частоты. Первый выход блока 12 делени  частоты соединен с входом блока 13 совпадений,, выход которого подключен к управл ющему входу электронного ключа 5. Второй выход блока 12 делени  частоты соединен с входом генератора 14 линейно-периодического напр жени , выход которого соединен с модул тором интерферометра 2 светового излучени . Выход схемы И 10 блока 8 формировани  импульсной последовательности через интерфейс 15 подключен к входу мини - ЭВМ 16,The light source 1 with the modulator is optically connected to the interferometer 2 and the photodetector 3, the output of the photodetector 3 is connected to the input of the repeater 4. The repeater 4, electronic key 5, active passband filter 6, the zero body 7 are connected in series, the output of the zero organ 7 connected to the S-input of the RS-trigger 9 of the pulse-shaping sequence block 8, the output of the block 13 is connected to the R-input of the RS-flip-flop 9, and the output of the RS-flip-flop 9 is connected to one of the inputs of the AND 10 circuit, the other input of which is connected with generator 11 counting impu This device is simultaneously connected to the input of the frequency division unit 12. The first output of the frequency division unit 12 is connected to the input of the coincidence unit 13, the output of which is connected to the control input of the electronic key 5. The second output of the frequency division unit 12 is connected to the input of the linear-periodic voltage generator 14, the output of which is connected to the interferometer modulator 2 light emission. The output of the circuit AND 10 of the pulse sequence formation unit 8 via the interface 15 is connected to the input of the mini-computer 16,

OO

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В плоскости изображени  интерференционной картины интерферометра 2 разность хода световых лучей сканируетс  модул тором интерферометра 2 например, по синусоидальному (ли- 1ейно-периодическому) закону (фиг.2а, б), фотоприемник 3 преобразует интерференционный сигнал в электрическое напр жение, с выхода фотоприемника 3 сигнал поступает на вход повторител  4, а с выхода повторител  4 на первый выход электронного ключа 5, повторитель 4 на выходе фотоприемника 3 необходим дл  согласовани  выходного сопротивлени  фотоприемника 3 и входного сопротивлени  электронного ключа 5, на второй вход электронного ключа 5 поступает управл ющее напр жение, сформированное из частоты генератора 11 счетных импульсов с помощью блока 12 последовательного делени  частоты и блока 13 совпадений . Электронный ключ 5 пропус-, кает на выход напр жение с повторител  4 только во присутстви  управл ющего импульса на управл ющем входе электронного ключа 5, в остальное врем  на его выходе нулевое напр жение (фиг.2 г, д). Таким образом, электронный ключ 5 пропускает на выход напр жение только на линейном участке синусоиды (например, пр мой ход). Это необходимо дл  того, чтобы убрать из сигнала участки с противофазными составл ющей, которые возникают во врем  обратного направлени  изменени  разности хода. Напр жение , полученное на выходе электронного ключа 5, фильтруетс  полосовым активным фильтром 6, это позвол ет получить на выходе полосового активного фильтра 6 гармоническ то составл ющую, практически лишеннуюIn the image plane of the interference pattern of the interferometer 2, the path difference of the light rays is scanned by the modulator of the interferometer 2, for example, by a sinusoidal (linear-periodic) law (Fig. 2a, b), the photodetector 3 converts the interference signal into an electrical voltage, from the output of the photodetector 3 the signal is fed to the input of the repeater 4, and from the output of the repeater 4 to the first output of the electronic key 5, the repeater 4 at the output of the photodetector 3 is needed to match the output impedance of the photoreceiver 3 and the input resistor From the electronic key 5, the second input of the electronic key 5 is supplied with a control voltage generated from the frequency of the oscillator 11 of counting pulses using a block 12 for successive frequency division and block 13 for coincidence. The electronic switch 5 transmits the voltage from the repeater 4 to the output only in the presence of a control pulse at the control input of the electronic switch 5, at the rest of the time at its output a zero voltage (Fig. 2 g, e). Thus, the electronic key 5 transmits only a voltage on the linear portion of the sinusoid to the output (for example, a forward run). This is necessary in order to remove from the signal portions with antiphase components that occur during the reverse direction of the change in the path difference. The voltage obtained at the output of the electronic key 5 is filtered by a band-pass active filter 6, this allows to obtain at the output of the band-pass active filter 6 a harmonic component almost devoid of

шумов (фиг.2 ж). С полосового ,активного фильтра 6 вьоделенна  гармоника поступает на вход нуль-органа 7, который формирует сигналы по нул м гармоники (фиг.2 з). Главное заключаетс  в том, что осуществл етс  двойна  фильтраци : на первом этапе с помощью электронного ключа 5 убирают противофазные составл ющие из интерференционного сигнала на выходе фотоприемника 3, на втором этапе фильтруют сигнал обычным образом с помощью полосового активного фильт 1285320noise (figure 2). From the band-pass, active filter 6, the divided harmonic is fed to the input of the zero-organ 7, which forms signals at the zero-point harmonics (Fig. 2 h). The main thing is that the double filtering is carried out: in the first stage, the antiphase components are removed from the interference signal at the output of the photodetector 3 with the electronic key 5; in the second stage, the signal is filtered in the usual way with the help of the band pass filter 1285320

pa 6. Выделенна  гармоника по амплип тpa 6. Selected harmonic amplitude m

туде не зависит от противофазных составл ющих исходного сигнала. С выхода нуль-органа 7 импульсы поступают на S-вход RS-триггера 9 блока 8 формировани  импульсной последовательности , на R-вход RS-триггера 9 поступает опорный импульс, сформированный RS-триггером 9, временной интервал поступает на первый вход схемы И 10, на второй вход схемы И 10 поступают импульсы генератора 11 счетных импульсов . На схеме И 10 происходит заполнение временного интервала, сформированного RS-триггером 9, импульсами генератора 11 счетных импульсов . Число импульсов в пачке на выходе схемы И 10 пропорционально сдвигу интерференционной полосы (фиг.2 з). С выхода блока 8 сигнал поступает на вход интерфейса 15, откуда данные о сдвиге интерференционной полосы передаютс  в мини-ЭВМ 16 дл  реверсионного счета дробной и целой частей интерференционных полос и вывода данных на экран диспле  или графопостроитель. Генератор 10 счетных импульсов используетс  и дл  формировани  частоть управлени  модул тором разности хода интерферометра 2: с выхода генератора 11 счетных импульсов импульсы поступают на вход блока 12 делени  частоты, где частота понижаетс  до частоты, необходимой дл  управлени  модул тором интерферометра 2, с выхода блока 12 меандр поступает на вход генератора 14 синусоидального напр жени , где формируетс  напр жение управлени  модул тором интерферометра 2, которое управл ет разностью хода интерферометра 2. Достоинством данной схемы  вл етс  жестка  св зь между частотами генератора 1 1 счетных импульсов.This does not depend on the antiphase components of the original signal. From the output of the zero-body 7, the pulses go to the S input of the RS flip-flop 9 of the pulse sequence generation unit 8, the R input of the RS flip-flop 9 receives the reference pulse generated by the RS flip-flop 9, the time interval goes to the first input of the AND 10 circuit, the second input of the circuit And 10 receives the pulses of the generator 11 counting pulses. In scheme 10, the time interval formed by the RS flip-flop 9 with a generator of 11 counting pulses is filled. The number of pulses in the packet at the output of the circuit And 10 is proportional to the shift of the interference band (figure 2). From the output of block 8, the signal is fed to the input of interface 15, from where the data on the shift of the interference band are transmitted to the mini-computer 16 for the reversal counting of fractional and whole parts of the interference bands and outputting the data to the display screen or plotter. The counting pulse generator 10 is also used to form the control frequency of the modulator of the path difference of the interferometer 2: the counting pulse generator 11 pulses the pulses to the input of the frequency division unit 12, where the frequency is reduced to the frequency required to control the interferometer modulator 2, the output of block 12 the square wave is fed to the input of the sinusoidal voltage generator 14, where the modulator control voltage of the interferometer 2 is formed, which controls the difference in the course of the interferometer 2. The advantage of this scheme The connection between the frequencies of the oscillator 1 1 counting pulses is rigid.

10ten

f5f5

2020

2525

30thirty

3535

4040

печиваетс  тем, что все эти сигналы формируютс  из одной частоты генератора 11 счетных импульсов.This is due to the fact that all these signals are formed from a single oscillator frequency of 11 counting pulses.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  сдвига интерференционных полос, содержащее источник светового излучени , оптически св занные с ним интерферометр с модул тором разности хода и фотоприемник , повторитель, нуль-орган, блок формировани  импульсной последовательности , состо щий из последовательно соединенных RS-триггера и схемы И, генератор счетных импульсов, интерфейс, мини-ЭВМ, выход фотоприёмника подключен к повторителю, выход нуль-органа соединен с S-входом RS- триггера, второй вход схемы И соединен с выходом генератора счетных импульсов , а выход схемы И через интерфейс подключен к мини-ЭВМ, отличающеес  тем, что, с целью повьппени  точности и помехоустойчивости измерений, оно снабжено электронным ключом, блоком совпадений, блоком делени  частоты, генератором синусоидального напр жени , полосо - вым активным фильтром, электронный ключ и полосовой активньш фильтр соединены последовательно, вход электронного ключа соединен с выходом повторител , выход полосового активного фильтра подключен к входу нуль-органа , выход генератора счетных импульсов соединен с входом блока делени  частоты, два выхода которого соединены соответственно с входами генератора линейно-периодического напр жени  и блока совпадений, выход которого подключен одновременно к управл ющему входу электронного ключа и R-входу RS-триггера, а выход генератора линейно-периодического напр жени  подопорной частотой 4 и частотой моду- ключен к модул тору источника свето- л ции разности хода, эта св зь обесвого излучени .A device for measuring the shift of interference fringes, containing a source of light radiation, an optically coupled interferometer with a path difference modulator and a photodetector, a repeater, a zero-organ, a pulse sequence generator unit consisting of a series-connected RS flip-flop and an And circuit, a generator counting pulses, interface, mini-computer, photoreceiver output is connected to a repeater, the zero-organ output is connected to the S-input of the RS trigger, the second input of the AND circuit is connected to the output of the counting pulse generator, and you The course of the circuit And through the interface is connected to a mini-computer, characterized in that, in order to improve the accuracy and noise immunity of the measurements, it is equipped with an electronic key, a coincidence unit, a frequency division unit, a sinusoidal voltage generator, a band pass active filter, an electronic key and the band-pass active filter is connected in series, the electronic key is connected to the repeater output, the output of the band-pass active filter is connected to the zero-organ input, the output of the counting pulse generator is connected to the input of the de The frequency, the two outputs of which are connected respectively to the inputs of the linear-periodic voltage generator and the coincidence unit, the output of which is connected simultaneously to the control input of the electronic key and the R input of the RS flip-flop, and the output of the linear-periodic voltage generator at a support frequency 4 and the frequency is modulated to the modulator of the source of the luminosity of the difference in the course, this connection of the free radiation. 00 5five 00 5five 00 5five 00 печиваетс  тем, что все эти сигналы формируютс  из одной частоты генератора 11 счетных импульсов.This is due to the fact that all these signals are formed from a single oscillator frequency of 11 counting pulses. Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  сдвига интерференционных полос, содержащее источник светового излучени , оптически св занные с ним интерферометр с модул тором разности хода и фотоприемник , повторитель, нуль-орган, блок формировани  импульсной последовательности , состо щий из последовательно соединенных RS-триггера и схемы И, генератор счетных импульсов, интерфейс, мини-ЭВМ, выход фотоприёмника подключен к повторителю, выход нуль-органа соединен с S-входом RS- триггера, второй вход схемы И соединен с выходом генератора счетных импульсов , а выход схемы И через интерфейс подключен к мини-ЭВМ, отличающеес  тем, что, с целью повьппени  точности и помехоустойчивости измерений, оно снабжено электронным ключом, блоком совпадений, блоком делени  частоты, генератором синусоидального напр жени , полосо - вым активным фильтром, электронный ключ и полосовой активньш фильтр соединены последовательно, вход электронного ключа соединен с выходом повторител , выход полосового активного фильтра подключен к входу нуль-органа , выход генератора счетных импульсов соединен с входом блока делени  частоты, два выхода которого соединены соответственно с входами генератора линейно-периодического напр жени  и блока совпадений, выход которого подключен одновременно к управл ющему входу электронного ключа и R-входу RS-триггера, а выход генератора линейно-периодического напр жени  подключен к модул тA device for measuring the shift of interference fringes, containing a source of light radiation, an optically coupled interferometer with a path difference modulator and a photodetector, a repeater, a zero-organ, a pulse sequence generator unit consisting of a series-connected RS flip-flop and an And circuit, a generator counting pulses, interface, mini-computer, photoreceiver output is connected to a repeater, the zero-organ output is connected to the S-input of the RS trigger, the second input of the AND circuit is connected to the output of the counting pulse generator, and you The course of the circuit And through the interface is connected to a mini-computer, characterized in that, in order to improve the accuracy and noise immunity of the measurements, it is equipped with an electronic key, a coincidence unit, a frequency division unit, a sinusoidal voltage generator, a passband active filter, an electronic key and the band-pass active filter is connected in series, the electronic key is connected to the repeater output, the output of the band-pass active filter is connected to the zero-organ input, the output of the counting pulse generator is connected to the input of the de tim frequency, two outputs of which are respectively connected to the generator input linearly periodic voltage and the coincidence unit, an output of which is connected simultaneously to the control of the electronic key entry and the R-input of RS-trigger and the generator output linearly periodic voltage is connected to the modulation m вого излучени .radiation. аbut § б§ b г д y d тt иand г.г yy
SU853893596A 1985-05-06 1985-05-06 Device for measuring shift of interference bands SU1285320A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853893596A SU1285320A1 (en) 1985-05-06 1985-05-06 Device for measuring shift of interference bands

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853893596A SU1285320A1 (en) 1985-05-06 1985-05-06 Device for measuring shift of interference bands

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1285320A1 true SU1285320A1 (en) 1987-01-23

Family

ID=21176514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853893596A SU1285320A1 (en) 1985-05-06 1985-05-06 Device for measuring shift of interference bands

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1285320A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Андращук Е.А., Тычинский В„П, Цифрова фазометрическа система счета целой и дробной доли полосы дл гомодинного интерферометра, ПТЭ, 1980, № 2, с. 169-173. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5133600A (en) Method and apparatus for demodulating the rotation rate signal of a fiber optic gyroscope
JPS57176025A (en) Light beam scanning system
JPH0594783U (en) Lightwave ranging device
SU1285320A1 (en) Device for measuring shift of interference bands
ATE148554T1 (en) PHASE MODULATED INTERFEROMETER
JPS6225962B2 (en)
SU1478823A1 (en) Device for measuring angular velocity
SU1435933A1 (en) Interference device for measuring distances
SU583373A1 (en) Output signal shaper for differential transformer transducers
RU1445352C (en) Light range finder
SU1665228A1 (en) Oscillating motion meter
SU855513A1 (en) Device for measuring locomotive signalization current
SU877325A1 (en) Interferentional displacement meter
SU1245884A1 (en) Device for measuring geometric parameters
SU924612A1 (en) Device for measuring phase shift in phase-manipulated signal
SU1408204A1 (en) Instrument transducer
SU507781A1 (en) Device for measuring the amount of substance in a container
SU896743A1 (en) Harmonic generator
SU1599652A1 (en) Laser light range finder
SU1580166A1 (en) Apparatus for measuring shifts
RU1520982C (en) Light range finder
SU655944A1 (en) Device for measuring non-linearity of photodetectors and optical radiators
SU718882A1 (en) Arrangement for shaping sinusoidal signals
JPS6469983A (en) Distance measuring device
SU696621A1 (en) Autocorrelation meter of clock frequency of pseudorandom signals