SU1392364A1 - Interferometer for measuring large displacements - Google Patents

Interferometer for measuring large displacements Download PDF

Info

Publication number
SU1392364A1
SU1392364A1 SU864018564A SU4018564A SU1392364A1 SU 1392364 A1 SU1392364 A1 SU 1392364A1 SU 864018564 A SU864018564 A SU 864018564A SU 4018564 A SU4018564 A SU 4018564A SU 1392364 A1 SU1392364 A1 SU 1392364A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
reflector
negative feedback
output
interferometer
movement
Prior art date
Application number
SU864018564A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Римантас Юозович Крауялис
Йонас Адомович Гульбинас
Original Assignee
Институт Физики Ан Литсср
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 Ан Литсср filed Critical Институт Физики Ан Литсср
Priority to SU864018564A priority Critical patent/SU1392364A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1392364A1 publication Critical patent/SU1392364A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к интерферометрам дл  измерени  линейных перемещений объектов, и может быть использовано дл  измерени  больших знакопеременных перемещений. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и повышение точности - достигаетс  путем устранени  неоднозначности определени  направлени  перемещени  и использовани  автоматической системы регулировани  положением первого отражател . Лазер 1, светоделитель 2 и отражатели 3 и 5 образуют интерферометр Май- кельсона, который измер ет положение объекта, механически св занного с отражателем 5. Система отрицательной обратной св зи, содержаща  фотоэлектрический преобразователь 6, усилитель 8 отрицательной обратной св зи и пьезопривод 4, подстраивает положение отражател  3 так, чтобы сократить неизменной разность оптических длин плеч интерферометра. Б зависимости от направлени  перемещени  измен етс  знак сигнала в цепи отрицательной обратной св зи и счетчик 10 интерферекционных полос производит регистрацию положени  объекта путем вычислени  разности чис.па положительных или отрицательных импульсов.I ил. О)The invention relates to a measurement technique, in particular, to interferometers for measuring linear movements of objects, and can be used to measure large alternating movements. The purpose of the invention — extending the functionality and improving the accuracy — is achieved by eliminating the ambiguity of determining the direction of movement and using an automatic system for adjusting the position of the first reflector. The laser 1, the beam splitter 2 and the reflectors 3 and 5 form a Michelson interferometer that measures the position of an object mechanically coupled to the reflector 5. A negative feedback system comprising a photoelectric converter 6, a negative feedback amplifier 8 and a piezo actuator 4, adjusts the position of the reflector 3 so as to reduce the constant difference of the optical lengths of the interferometer arms. Depending on the direction of movement, the sign of the signal in the negative feedback circuit changes and the counter of the 10 interference bands records the position of the object by calculating the difference in the number of positive or negative pulses. I Il. ABOUT)

Description

(54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ТИПА МАЙКЕЛЬСОНА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БОЛЬШИХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к интерферометрам для измерения линейных перемещений объектов, и может быть использовано для измерения больших знакопеременных перемещений. Цель изобретения - '’расширение функциональных возможностей и повышение точности - достигается путем устранения неоднозначности определения направления перемещения и использования автоматической системы регулирования положением первого отражателя. Лазер 1, светоделитель 2 и отражатели 3 и 5 образуют интерферометр Майкельсона, который измеряет положение объекта, механически связанного с отражателем 5. Система отрицательной обратной связи, содержащая фотоэлектрический преобразователь 6, усилитель 8 отрицательной обратной связи и пьезопривод 4, подстраивает положение отражателя 3 так, чтобы сократить неизменной разность оптических длин плеч интерферометра. В зависимости от направления перемещения изменяется знак сигнала в цепи отрицательной обратной связи и счетчик 10 интерференционных полос производит регистрацию положения объекта путем вычисления разности числа положительных или отрицательных импульсов.1 ил.(54) MICHAELSON'S TYPE INTERFEROMETER FOR MEASURING LARGE MOVEMENTS (57) The invention relates to measuring technique, in particular to interferometers for measuring linear displacements of objects, and can be used to measure large alternating displacements. The purpose of the invention - '’expanding functionality and increasing accuracy - is achieved by eliminating the ambiguity in determining the direction of movement and using an automatic system for regulating the position of the first reflector. Laser 1, beam splitter 2, and reflectors 3 and 5 form a Michelson interferometer that measures the position of an object mechanically coupled to reflector 5. A negative feedback system comprising a photoelectric transducer 6, negative feedback amplifier 8, and piezo drive 4 adjusts the position of reflector 3 so to reduce the constant difference in the optical lengths of the arms of the interferometer. Depending on the direction of movement, the sign of the signal in the negative feedback circuit changes and the counter 10 interference fringes records the position of the object by calculating the difference in the number of positive or negative pulses. 1 ill.

SS

1392364 А1 полоинтер-.е изме11392364 A1 poliointer.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к интерферометрам для измерения линейных перемещений объектов, и может быть использовано для измерения больших знакопеременных перемещений.The invention relates to measuring equipment, in particular to interferometers for measuring linear displacements of objects, and can be used to measure large alternating displacements.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности путем устранения неоднозначности. определения направления [ перемещения и использования автома[ тическбй системы регулированияThe purpose of the invention is the expansion of functionality and accuracy by eliminating ambiguity. determine the direction [movement and use of the automatic [tichesky system of regulation

S жениям первого отражателя.S to the first reflector.

На чертеже изображена схема ; ферометра типа Майкельсона для ' рения больших перемещений.The drawing shows a diagram; a Michelson-type ferrometer for rhenium of large displacements.

Интерферометр типа Майкельсона для измерения больших перемещений | содержит лазер 1, последовательно по ходу его светового пучка установленный светоделитель 2, делящий световой пучок лазера на два пучка, первый отражатель 3, расположенный в одном пучке и механически связанный с пьезоприводом 4, второй отражатель 5, расположенный в другом световом пучке и имеющий возможность перемещения вдоль от этого светового пучка, фотоэлектрический преобразователь 6, оптически связанный с выходным пучком интерферометра, управляемый коммутатор 7, усилитель 8 отрицательной обратной связи, двухпороговый компаратор 9 и „счетчик 10 интерференционных полос.Michelson Type Interferometer for Measuring Large Displacements | contains a laser 1, a beam splitter 2 installed in series along its light beam, dividing the laser light beam into two beams, a first reflector 3 located in one beam and mechanically connected to the piezo drive 4, a second reflector 5 located in another light beam and having the ability to move along from this light beam, a photoelectric transducer 6, optically coupled to the output beam of the interferometer, a controlled switch 7, a negative feedback amplifier 8, a two-threshold comparator 9 and 10 etchik interference fringes.

Интерферометр типа Майкельсона для измерения больших перемещений работает следующим образом.A Michelson-type interferometer for measuring large displacements works as follows.

Измерение перемещения производится следующим образом.The measurement of displacement is as follows.

При перемещении отражателя 5 вдоль от светового пучка (из-за изменения разности оптической длины плеч интерферометра изменяется интенсивность выходного светового пучка) фотоэлектрический преобразователь .6 преобразовывает изменение интенсивности света в напряжение, которое поступает на вход усилителя 8 отрицательной обратной связй через управляемый коммутатор 7,When the reflector 5 is moved along from the light beam (due to a change in the difference in the optical length of the interferometer arms, the intensity of the output light beam changes), the photoelectric converter .6 converts the change in light intensity into a voltage that is fed to the input of the negative feedback amplifier 8 through a controlled switch 7,

Выходным напряжением с усилителя 8 управляется пьезопривод 4, который перемещает отражатель 3 на величину, соответствующую перемещению отражателя 5. Таким образом, происходит компенсация изменения разности оптической длины плеч интерферомет20 напряжения на уровня срабатывапроисходит отклюThe output voltage from the amplifier 8 is controlled by a piezoelectric actuator 4, which moves the reflector 3 by an amount corresponding to the movement of the reflector 5. Thus, compensation is made for the change in the difference in the optical length of the arms of the voltage interferometer 20 to the triggering level;

1392364 2 ра. При достижении выходе усилителя 8 ния компаратора 9чение при помощи коммутатора 7 петли обратной связи. Напряжение на выходе усилителя'8 исчезает и отражатель 3 возвращается в исходное положение, а коммутатор 7 снова подключает вход усилителя 8 к фотоэлектрическому преобразователю. При дальнейшем перемещении отражателя 5 цикл компенсации повторяется, только каждый раз после размыкания петли отрицательной обратной связи компенсация вознобновляется при другом значении разности оптической длины плеч интерферометра. Напряжение на выходе усилителя 8 имеет форму пилообразных импульсов. Полярность этих импульсов зависит от направления перемещения отражателя 5, так как при изменении направления перемещения отражателя 5 изменяется полярность напряжения на выходе усилителя 8. Компаратор 9-.имеет два порога срабатывания, уровни которых выбираются из условия обеспечения перемещения в каждом направлении отражателя 3 на величину, превышающую 1/2 длины волны излучением лазера 1. Счетчиком 10 производится счет разницы количества положительных и отрицательных импульсов. По показаниям счетчика определяется величина перемещения отражателя 51392364 2 ra. When the amplifier reaches the 8th output of the comparator, the 9th feedback loop is switched using the 7th switch. The voltage at the output of amplifier'8 disappears and reflector 3 returns to its original position, and switch 7 reconnects the input of amplifier 8 to the photoelectric converter. With further movement of the reflector 5, the compensation cycle is repeated, only each time after opening the negative feedback loop, the compensation is resumed with a different value of the difference in the optical length of the arms of the interferometer. The voltage at the output of amplifier 8 is in the form of a sawtooth pulse. The polarity of these pulses depends on the direction of movement of the reflector 5, since when the direction of movement of the reflector 5 changes, the polarity of the voltage at the output of the amplifier 8 changes. The comparator 9-. Has two thresholds, the levels of which are selected from the condition of ensuring movement in each direction of the reflector 3 by an amount exceeding 1/2 of the wavelength by laser radiation 1. Counter 10 calculates the difference in the number of positive and negative pulses. According to the meter readings, the amount of movement of the reflector 5 is determined

Claims (1)

Формула и зобретения типа Майкельсона.Formula and acquisitions like Michelson. Интерферометр для измерения больших перемещений, содержащий лазер, светоделитель, установленный по ходу светового потока лазера и делящий световой Потока на два луча, первый отражатель, установленный по ходу первого светового луча, второй отражатель, установленный по ходу второго луча, фотоэлектрический преобразователь и счетчик интерференционных полос, о т лич ающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, он снабжен пьезоприводом, усилителем отрицательной обратной связи, управляемым коммутатором и двухпороговым компаратором, при этом пьезопривод механически связан с первым отражателем и подключен к выходу усилителя отрицательной обратной связи, вход которого через управляемый коммутатор подключен к фотоэлектрическому преобразователю, вход двухпорогового компаратора соединен с выходом управляемого коммутатора, выход двухпоро гового компаратора соединен с выходом усилителя отрицательной обратной связи, а счетчик интерференционных полос подключен к выходу усилителя отрицательной обратной связи.An interferometer for measuring large displacements, comprising a laser, a beam splitter installed along the laser light beam and dividing the light beam into two beams, a first reflector installed along the first light beam, a second reflector installed along the second beam, a photoelectric converter, and an interference stripe counter , characterized in that, in order to expand functionality and improve accuracy, it is equipped with a piezo drive, a negative feedback amplifier controlled by a commutator rum and a two-threshold comparator, while the piezoelectric actuator is mechanically connected to the first reflector and connected to the output of the negative feedback amplifier, the input of which is connected to the photoelectric converter through the managed switch, the input of the two-threshold comparator is connected to the output of the controlled switch, the output of the two-threshold comparator is connected to the output of the negative amplifier feedback, and the counter of interference fringes is connected to the output of the negative feedback amplifier.
SU864018564A 1986-02-05 1986-02-05 Interferometer for measuring large displacements SU1392364A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864018564A SU1392364A1 (en) 1986-02-05 1986-02-05 Interferometer for measuring large displacements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864018564A SU1392364A1 (en) 1986-02-05 1986-02-05 Interferometer for measuring large displacements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1392364A1 true SU1392364A1 (en) 1988-04-30

Family

ID=21220287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864018564A SU1392364A1 (en) 1986-02-05 1986-02-05 Interferometer for measuring large displacements

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1392364A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103075966A (en) * 2012-12-29 2013-05-01 清华大学 Displacement measuring system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Коломийцев Ю.В.,Интерферометры, Л.: Машиностроение, 1976,с.189. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103075966A (en) * 2012-12-29 2013-05-01 清华大学 Displacement measuring system
CN103075966B (en) * 2012-12-29 2015-11-25 清华大学 Displacement measurement system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5777899A (en) Horizontal position error correction mechanism for electronic level
CN102192784B (en) Interferometer step scanning system and method
SU1392364A1 (en) Interferometer for measuring large displacements
CN104237696A (en) Optical detection set and method for detecting dynamic frequency response of piezoelectric ceramic
Schmit et al. White-light interferometry with reference signal
RU2092787C1 (en) Method determining short distances to diffusion-reflecting objects and gear for its realization
CN204807036U (en) Looks interferometer is moved to feedback control formula
EP1376050A3 (en) Method of adjusting fixed mirror of double-beam interferometer and interferometric spectrophotometer
SU914936A1 (en) Interference band shift measuring method
SU1397719A1 (en) Interferometric method of measuring linear displacements of objects
SU1118852A1 (en) Interferometer for measuring linear displacements
RU1783301C (en) Method of determining distance
RU2698699C1 (en) Method of reproducing a unit of length in laser range finders based on a michelson interferometer
SU627313A1 (en) Device for adjusting fabry-perot interferometers
GB1104081A (en) Improvements in or relating to apparatus for measuring lengths
SU1416860A1 (en) Interferometer for measuring displacement of objects
SU1241060A1 (en) Device for measuring amplitude of path-length difference of beams in interferometers
RU2102705C1 (en) Displacement measuring device based on semiconductor injection laser with external optical feedback
SU1663416A1 (en) Interference device for measuring displacements of objects
Felekis et al. Design and development of a low-cost interferometric device for nanoscale position and velocity feedback
SU718698A1 (en) Displacement measuring device
SU939937A1 (en) Optical electronic device for measuring object linear displacement
JPS6182113A (en) Measuring method of optical fine displacement
SU1375949A1 (en) Method of aligning zero difference of travel in interferometer arms
JPH06323810A (en) Multiprobe displacement measuring apparatus