SU1404819A1

SU1404819A1 - Способ измерени перемещений в оптико-электронных измерительных системах

Info

Publication number: SU1404819A1
Application number: SU853835975A
Authority: SU
Inventors: Владимир Пейцевич Горелик; Сергей Николаевич Коваленко; Борис Ганьевич Турухано
Original assignee: Ленинградский Институт Ядерной Физики Им.Б.П.Константинова
Priority date: 1985-01-07
Filing date: 1985-01-07
Publication date: 1988-06-23

Description

Изобретение относитс к измери- тельной технике и может быть использовано в интерферометркческих измерител х перемещений с применением гар- монической фазовой модул ции.

Цель изобретени - повышение точности производимых измерений за счет использовани сложногармонической фазовой модул ции одновременно на частотах сэ и 2со.

На чертеже изображена блок-схема оптико-электронного измерительного устройства, реализующего предпагае- мый способ. .

Устройство содержит интерферометр 1 с модул тором, один из входов которого подключен к выходу генератора 2 частоты со , а второй - к выходу генератора 3 частоты 2о, причем синхро- вход генератора 2 соединен с выходом генератора 3, фотоприемник 4, выход которого-св зан с входом избирательного усилител 5, настроенного на частоту 2са, фазометр 6, один из входов которого подключен к выходу усилител 5, а второй вход - к выходу генератора 3 частоты 2м. Способ осуществл етс следующим образом.

Интерферометр 1 с модул тором формирует интерференционные полосы, характеризующие измер емое перемещение, и периодически их смещает в поле зрени фотоприемника 4, который преобразует интенсивность интерференционных полос в исходный электрический сигнал сложной формы. Избирательный усилитель 5 выдел ет сигнал с частотой 203 - измерительный сигнал. Фазометр 6 сравнивает измерительный сигнал с опорным модулирующим сигналом с частотой 2СО и определ ет начальную фазу измерительного сигнала однозначно характеризующую измер емое перемещение .

При одновременном воздействии на модулирующий элемент интерферометра суммарного напр жени частот со и 2со на выходе фотоприемника 4 выдел етс исходный сигнал

4 471

r-ux+--a(sinot+sin2(ot) , Л ЛJ

где а - амплитуда фазовой модул ции;

й,х - величина перемещени ;. А - амплитуда исходного сигнала

Раскладьша в р д Фурье и вьщел с помощью избирательного усилител 5 составл ющую с частотой 2со, имеем

тт т Л () I,()+2l,()J sin - &х

cos2ot+2Ij,() I, () sin2ot

. .1

где 1,1,,1 - функции Бессел 0-го, 1-го,2-го пор дка соответственно .

При УСЛОВИИ

Т ( f Т bf4 S

. 4т Р°1т«гЧ т«)о т°Р Ы

МОЖНО записать.

. ,4 „ч 81п(-;глх + 2cat)

9k

4 Г

Фазовый угол йФ - лх несет однозначнзпо информацию о величине перемещени их. Дл выделени этой инфор- мации используетс фазометр 6, осуществл ющий сравнение напр жени с опорным напр жением.

Uo;, sin 2ut

0

5

0

полученным от генератора 3 модулирующего напр жени частоты 2(д, Фазовое условие (I) позвол ет определить необходимую амплитуду фазовой модул ции . Так при использовании освещающего источника с длиной волны X 0, 63 мкм амплитуда принудительных гармонических колебаний составл ет ,08 мкм. Таким образом, одновременное гармоническое перемещение интерференционных полос на двух частотах СО и 2СО с амплитудой, выбранной из услови (1) позвол ет повысить помехозащищенность производимых измерений за счет устранени факторов, св занных с посторонней внешней засветкой и изменением глубины амплитудной модул - , . ции осветител .

Claims

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ, заключающийся в том, что формируют интерференционную картину в виде полос, осуществляют принудительное периодическое перемещение полос по гармоническому закону с частотой со и амплитудой, меньшей периода полос, преобразуют распределение освещенности полос в электрический сигнал, вьщеляют измеритель ный сигнал в виде гармонической составляющей сигнала с частотой 2ώ, - формируют опорный сигнал с частотой 2ω, измеряют фазовый сдвиг измерительного сигнала относительно опорного и по величине измеренного фазового сдвига определяют величину контролируемого перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности производимых измерений, принудительно периодические перемещения интерференционных полос осуществляют одновременно на двух частотах Q и 2ω, а амплитуду перемещений выбирают из условия т \ Гт _ч ,4ТГ .

М”^а> |_МТ^а)⁺¹Н-<а) -г /417 . _т ,4^ _ч

Io (^—^^а) где 'λ - длина волны; а - амплитуда принудительных перемещений;

ί Ι_β»I, , Ij. - функция Бесселя 0-го, 1 -го, 2-го порядка соответственно.

ns