SU1404809A1

SU1404809A1 - Оптический способ измерени линейных перемещений

Info

Publication number: SU1404809A1
Application number: SU864181323A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Гладырь; Николай Христофорович Голыгин; Анатолий Сергеевич Иванов; Александр Владимирович Степанов
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Средств Измерения В Машиностроении
Priority date: 1986-11-19
Filing date: 1986-11-19
Publication date: 1988-06-23

Abstract

Изобретение относитс к оптическим методам измерени линейных перемещений объекта и может быть использовано в лазерной интерферометрии. Цель изобретени - поБыщение надежности измерений за счет повышени коэффициента использовани световой энергии. Световой поток, генерируемый лазером, формируют в плоский, из которого получают опорный пучок, измерительный пучок, фаза которого измен етс пропорционально v инeйнoмy перемещению объекта. Совмеща ручки друг с другом под углом Y - /X/2d, выбирают р ешетку с шагом штрихов, равным ,й, и ориентируют ее, чтобы угол в между интерференционными полосами и штрихами решетки был равен углу Y. и по результатам анализа изменени освещенности муаровой картины и по числу периодов электрического сигнала суд т о величине перемещени объекта. 2 ил. Ш

Description

Nj:

00

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к измерению линейных перемещений объекта, и может быть использовано в лазерной интерферометрии.

Цель изобретени - повышение надеж- ности измерений за счет повышени коэффициента использовани световой энергии.

На фиг. 1 изображена свема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - схема интерференционно-растрового сопр жени в увеличенном масштабе.

Схема содержит лазер 1, оптическую систему 2 формировани плоского пучка света, прозрачные зеркала 3 и 4, отражатель 5, закрепленный на контролируемом объекте 6, опорный пучок 7 света, измери- тельный пучок 8 света, интерференционную картину 9, штриховую растровую решетку 10, фотоприемники 11 и 12.

На фиг. 2 также показаны: - угол совмещени опорного 7 и измерительного 8 пучков света; К - длина волны света; d - поперечный размер меньшего из пучков света; бр - шаг решетки;в - угол между интерференционными полосами картины 9 и штрихами решетки 10; D - шаг муаровых полос.

Способ заключаетс в следующем.

Световой поток, генерируемый лазером 1, с помощью оптической системы 2 формируют в плоский, из которого с помошью полупрозрачного зеркала 3 получают опорный пучок 7, с помощью зеркала 4 и отражател 5- измерительный пучок 8, фаза которого измен етс пропорционально линейному перемещению объекта 6. Опорный и измерительный пучки совмещают один с другим под углом y /K/2d , выбирают решетку 10 с шагом штрихов, равным )d, которую ориентируют таким образом, чтобы угол в между интерференционными полосами и штрихами решетки 10 был равен углу у, с помощью фотоприемников 11 и 12 анализируют изменение освещенности муаровой картины и по числу периодов электрического сигнала суд т о величине перемещени объ- екта 6.

Шаг полос анализируемой интерференционной картины 9 определ етс как

6 V2-sin-; /2, дл малых углов

б„.

(1)

0

5

Видно, что при интерференционно-растровом сопр жении шаг D муаровых полос зависит от угла, под которым совмещают пучки 7 и 8, и угла между интерференционными полосами и щтрихами решетки 10. При случайном изменении этих углов измен етс щаг D муаровых полос и, как следствие , нарушаетс фазировка фотоприемников 11 и 12, что приводит к сбою счета полос. Дл уменьшени вли ни измерени этих углов угловой разъюстировки на ширину муаровых полос углы в и у следует выбирать как можно большими. Однако большое значение одного угла требует дл сохранени определенной величины D малого значени другого.

Максимальна надежность измерени обеспечиваетс при одинаковой устойчивости шага муаровых полос к угловым разъюсти- ровкам как интерферирующих пучков, так и интерференционной картины с растровой рещеткой, .что возможно при равенстве углов .

Реща системы уравнений (1) и (2), получаем дл оптимальных углов

в 7 д/х70.(4)

дл оптимальных шагов

(5)

С учетом минимальных световых потерь при фотоэлектрическом преобразовании обычно принимаетс ,5D, тогда выражени (4) и (5) принимают вид

В этом случае при удовлетворительной фазировке приемников обеспечиваетс наибольша чувствительность к изменению освещенности светового пол . Таким образом , при измерении линейных перемещений интерференционно-растровым способом углы сведени интерферирующих пучков и совмещени штрихов рещетки 10 с интерфе- ренционными полосами следует выбирать равными -VA,/2(J, а щаги интерференционных полос и штрихов решетки 10 равными д/2Л. Это дает повышение надежности измерений при высоком коэффициенте использовани световой энергии интерферирующих потоков.

Claims

Формула изобретени

Шаг муаровых полос от растрового сопр жени одинаковых по шагу решетки 10 и интерференционных полос определ етс выражением

D.6p/0,(2)

Подставл значение по формуле (1), получаем

D K/f-&.

(3)

Оптический способ измерени линейных перемещений объекта, заключающийс в том, что на объект направл ют световой поток, формируют плоские опорный и измерительный пучки, совмещают их, регистрируют интерференционную картину и определ ют

величину перемещени , отличающийс тем, что, с целью повышени надежности измерений , совмещение опорного и измерительного пучков осуществл ют под углом Y

д/Х/й(, где К - длина волны света, d - поперечный размер меньшего из пучков, на интерференционную картину накладывают решетку с шагом , которую ориентируют так, чтобы угол между интерферен- циоными полосами и штрихами решетки был равен углу у. а о величине перемешени суд т по смешению муаровых полос.

8ы)(.одной сигнал

ФигЛ