SU1416861A1 - Interferometer for measuring linear displacements of objects - Google Patents

Interferometer for measuring linear displacements of objects Download PDF

Info

Publication number
SU1416861A1
SU1416861A1 SU874178006A SU4178006A SU1416861A1 SU 1416861 A1 SU1416861 A1 SU 1416861A1 SU 874178006 A SU874178006 A SU 874178006A SU 4178006 A SU4178006 A SU 4178006A SU 1416861 A1 SU1416861 A1 SU 1416861A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
light
corner
edge
reflectors
corner reflector
Prior art date
Application number
SU874178006A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Савкин
Олег Игоревич Федченко
Original Assignee
Пермское Высшее Военное Командно-Инженерное Краснознаменное Училище Ракетных Войск Им.Маршала Советского Союза В.И.Чуйкова
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 Пермское Высшее Военное Командно-Инженерное Краснознаменное Училище Ракетных Войск Им.Маршала Советского Союза В.И.Чуйкова filed Critical Пермское Высшее Военное Командно-Инженерное Краснознаменное Училище Ракетных Войск Им.Маршала Советского Союза В.И.Чуйкова
Priority to SU874178006A priority Critical patent/SU1416861A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1416861A1 publication Critical patent/SU1416861A1/en

Links

Landscapes

  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к приборам дл  измерени  перемещений и длин объекта, и может быть использовано в приборостроении, точном машиностроении . Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  за счет увеличени  количества измерительных отрезков. Дл  достижени  цели формируют два ортогонально-пол ризованных луча. Направл ют каждый луч на соответствующую световозврадающую систему , выполненную в виде трех уголковых отражателей, один из которых установлен на каретке, св занной с объектом, а на биссектрисах двух других установлены плоские зеркала. Рассто ние S между нормал ми плоских зеркал определ етс  по формуле 5 8b-4d/n+8, где b - рассто ние от кра  грани уголкового отражател  до биссектрисы его пр мого угла; d - ширина светового луча; п - коэффициент умножени  оптической разности хода лучей света. После сведени  лучей при смещении каретки интерференционные полосы смещаютс . Счет интерференционных полос и направление их смещени  осуществл етс  в электронном блоке, содержащем фотоприемники и реверсивный счетчик. 4 ил. с $ (Л сThe invention relates to a measurement technique, namely, instruments for measuring displacements and lengths of an object, and can be used in instrument engineering, precision engineering. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by increasing the number of measuring segments. To achieve the goal, two orthogonal-polarized beams are formed. Each beam is directed to a corresponding light-returning system made in the form of three corner reflectors, one of which is mounted on the carriage associated with the object, and flat mirrors are mounted on the bisectors of the other two. The distance S between the normals of flat mirrors is determined by the formula 5 8b-4d / n + 8, where b is the distance from the edge edge of the corner reflector to the bisector of its right angle; d is the width of the light beam; n is the multiplication factor of the optical path difference of light rays. After converging the beams at a carriage offset, the interference fringes shift. The counting of interference fringes and the direction of their displacement is carried out in an electronic unit containing photodetectors and a reversible counter. 4 il. with $ (L with

Description

05 00 СП)05 00 SP)

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к приборамThe invention relates to a measurement technique, namely to instruments

;дл  измерени  перемещений и длин объекта, и может быть использовано в приборостроении, точном машиностроении ,, а также в метрологических ла боратори хр; to measure displacements and object lengths, and can be used in instrument making, precision engineering, as well as in metrological laboratories xp

Цель изобретени  -- повышение точности измерени  за счет увеличени  The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by increasing

;количества измерительных отрезков; number of measuring segments

:и уменьшени  чувствительности интер;ферометра х непр моли ейности переме щени  каретки,: and reduce the sensitivity of the interferometer and the indirect moldedness of the carriage movement,

I На фиг, 1 представлена функцио- I FIG. 1 shows the functional

: нальна  ог.ама интерферометра дл  изгМереии  линейных перемещений объекта; , на фиг. 2 - световозвращаюп а : at the right of the interferometer to produce a linear motion of the object; in FIG. 2 - retroreflective

система, на фкг. 3 - то же, вид еле™ Baj на фиг 4 - блок-схема фотоэлек- кронного блока.system on fkg. 3 is the same; the view is barely Baj in FIG. 4 is a block diagram of a photoelectron unit.

: Ин гер4)ерометр дл  измерени  ли- перемещений объекта содержит: Iner4) an erometer for measuring object displacement contains

источник 1 когерентного света, установленные по ходу, излучени  первую coherent light source 1, mounted downstream, first emission

:.Ш1астинку 2 7, /8 и систему 3 дл  раз: делени  пучка,, котора  оптически св зана с зеркалами 4 и 5,, второй гшастинкой 6 Л /8, котора  оптически св зана с зеркалом 75 и второй системой 8 дл  разделени  лучка с которой оптически св зано зеркало 9, два пол роида 10 и ll оптически св занные с системой 8 дл  разделени  пучка и зеркалом 9, фотоэлектронный блок 12,, входы которого оптически св заны с пол роидами 10 и 11 каретку 13., где световозвращение системы 14 и 15, установленные в каждой ветви интерферометра, одна из которых оптически св зана с зеркалом 5 а друга  - с зеркгшом 7 кажда  свето- возвращающа  система и 15 состои из уголкового отражател  16 (17), укрештенного на каретке 13, двух уголковых отражателей 18 (19) и 20 (21) ., зеркал 22 (23) и 24 (25), оптически св занных с уголковым отражателем 16 (17) и установленных таким образоьз. что ребра уголковых отражателей 18 и 20 (19 и 21) пер- пекдикул ркы ребру уголкового отражател  16 (17)s биссектрисы пр мых углов смещены параллельно одна другой на рассто ние S , определ емое по формуле: A 1 2 7, / 8 bit and a 3 system for times: beam division, which is optically coupled to mirrors 4 and 5, a second 6L / 8 gushastinka, which is optically connected to a mirror 75 and a second system 8 for onion separation the mirror 9 with which is optically connected, two polaroids 10 and ll are optically connected with system 8 for separating the beam and the mirror 9, the photoelectronic unit 12, whose inputs are optically connected with the polaroids 10 and 11 carriage 13., where the return light of the system 14 and 15 installed in each branch of the interferometer, one of which is optically coupled to a 5 a mirror a - with a zirkgsh 7 each light-returning system and 15 consisting of an angled reflector 16 (17) fixed on the carriage 13, two corner reflectors 18 (19) and 20 (21), mirrors 22 (23) and 24 (25) optically coupled to the corner reflector 16 (17) and thus mounted. that the edges of the corner reflectors 18 and 20 (19 and 21) of the perpendiculars of the edge of the corner reflector 16 (17) s of the bisector of right angles are shifted parallel to one another by distance S, determined by the formula

t п+8 t п + 8

где b - рассто ние от кра  граниwhere b is the distance from the edge edge

уголкового отражател  18(19) до биссектрисы его пр мого угла;corner reflector 18 (19) to the bisector of its right angle;

d - ширина луча света; п - коэффициент умножени  оптической разности хода лучей света,d is the width of the light beam; n is the multiplication factor of the optical path difference of light rays,

а середины зеркал 22 (23) и 24 (25) наход тс  на биссектрисах пр мых углов yroj-iKOBMX отражателей 18 (19) и 20 (21),and the middle of the mirrors 22 (23) and 24 (25) are on the bisectors of the right angles of the yroj-iKOBMX reflectors 18 (19) and 20 (21),

Оптические оси гшастинск 2 и 6 /В параллельны nXiOCKocTH пол риза ции луча когерентного света, выход щего из источника 1. Оптическа  плоскость одного из пол роидов Ю параллельна плоскости пол ризации одной из ортогоналчьньгх состазл -п- щих луча света, упавшего на него„ а оптическа  плоскость пол роида 11 перпендикул рна оптической плоскости пол роида 10. Системы 3 и 8 дл  разделени  пучка выполнены таким образом , что разбивают подающий на них луч света на два луча света одинаковой интенсивности,The optical axes of Gshastinsk 2 and 6 / B are parallel to the nXiOCKocTH polarization of a beam of coherent light emanating from source 1. The optical plane of one of the polaroids Yu is parallel to the plane of polarization of one of the orthogonal rays of the light that fell on it „a the optical plane of the polaroid 11 is perpendicular to the optical plane of the polaroid 10. The systems 3 and 8 for dividing the beam are designed in such a way that they break the light beam on them into two rays of light of the same intensity,

SS

На фиг. 2 и 3 изображено взат-шое расположение уголковьЕХ отражателей и зеркал в световоэвращающей системе-. Отражатели 18 и 20 выполнены на од ном основании, представл ющем собой уголковый отражатель, путем нанесени  на одну половину одной его грани отра кающего сло , толщина которого лежит в пределахFIG. Figures 2 and 3 show the position of the corner reflectors and mirrors in the light-transmitting system-. Reflectors 18 and 20 are made on a single base, which is an angular reflector, by applying one half of its face to a reflecting layer, the thickness of which lies within

отfrom

-J2(8b-4d) -J 2(8b-4d)-J2 (8b-4d) -J 2 (8b-4d)

а участок, параллельнь { ребру от кра  грани выполнен прозрачньм длт  луча света и имее7 ,цлн у, равную ребру, и ширину, определ емую по формулеand the area parallel to {the edge from the edge of the face is made transparent for the light beam and has 7, col i, equal to the edge, and the width determined by the formula

J Г2().J G2 ().

Дл  того, .чтобы не внести искажений вход луча света Б световозвра щающей системе, ширина зеркал 22 (23) и 24 (25) не должна превышать четырех рассто ний S.In order not to distort the entrance of the light beam B to the retroreflecting system, the width of the mirrors 22 (23) and 24 (25) must not exceed four distances S.

Фотоэлектронный блок 14 (фиг. 4) содерлшт фотоприемники 26 и 275 входы которых оптически св заны соответственно с пол роидами 10 и 11,, а вькоды электрически св заны с входом блока 28 определени  направлени  перемещени  5 а выход фотоприемника 26 такжа св зан с одним кг входов реверсивного счетчика 29, второйThe photoelectric unit 14 (Fig. 4) contains photodetectors 26 and 275 whose inputs are optically connected to the polaroids 10 and 11, respectively, and the codes are electrically connected to the input of the moving direction determining unit 28 and the output of the photoreceiver 26 is also connected to one kg the inputs of the reversible counter 29, the second

3131

вход которого св зан с выходом блока 28. Выход реверсивного счетчика 29  вл етс  выходом интерферометра.the input of which is connected with the output of block 28. The output of the reversible counter 29 is the output of the interferometer.

Интерферометр работает следующим образом.The interferometer works as follows.

Луч от источника, когерентного света проходит через пластинуThe beam from the source, coherent light passes through the plate

2 Л/8, в результате чего образуютс  два ортогонально пол ризованных оптических сигнала, разбиваетс  системой 3 дл  разделени  пучка на два луча; Один из этих лучей зеркалами2 L / 8, resulting in the formation of two orthogonally polarized optical signals, is split by system 3 to divide the beam into two beams; One of these rays is mirrors

4 и 5 направл етс  на световозвра- щающую систему 14 первой ветви интерферометра и возвращаетс  в систему4 and 5 is directed to the retroreflective system 14 of the first interferometer branch and returns to the system

3дл  разделени  пучка, а второй3d split beam and second

луч зеркалом 7 направл етс  на свето возвращающую систему,15 второй ветви интерферометра и также возвращаетс  в систему 3, пройд  при этом дважды пластинку 6, что приводит к дополнительному сдвигу ортогональных составл ющих луча света одна относительноthe beam is directed by the mirror 7 to the light returning system, 15 of the second branch of the interferometer and also returns to the system 3, passing twice the plate 6, which leads to an additional shift of the orthogonal components of the light beam one relative to

QQ

Другой по фазе на 90 . В системе 3 оба луча света интерферируют. Полученный оптический сигнал делитс  на два луча при помощи второй системы 8 дл  разделени  пучка, один из лучей направл етс  на один из пол роидов 10, а второй зеркалом 9 - на пол роид 11. Пол роиды Ю и 11 выдел ют каждый свою ортогональную составл ющую луча света и направл ют ее на свой фотоприемник 26, 27 фотоэлектронного блока 12.The other in phase is 90. In system 3, both beams of light interfere. The received optical signal is divided into two beams by the second system 8 for beam separation, one of the beams is directed to one of the polaroids 10, and the second mirror 9 to the polaroids 11. The polaroids Yu and 11 separate each of their orthogonal components the light beam and direct it to its photodetector 26, 27 of the photoelectric unit 12.

Фотоприемники 26 и 27 преобразуют оптические сигналы в последовательности электрических импульсов, сдвинутых один относительно другой по фазе на 90 , что необходимо дл  реверсивного счета световых полос, причем в зависимости от направлени  движени  каретки 13 вместе с отражател ми 16 и 17 этот сдвиг либо положительный , либо отрицательньй. Искомое смещение каретки определ етс  числом световых полос и знаком.Photodetectors 26 and 27 convert optical signals into sequences of electrical pulses that are shifted 90 degrees relative to each other in phase, which is necessary for reversing the counting of light bands, depending on the direction of movement of the carriage 13, together with reflectors 16 and 17, this shift is either positive or negative. The desired carriage offset is determined by the number of light strips and sign.

Claims (2)

1. Интерферометр дл  измерени  линейных перемещений объекта, содержащей последовательно установленные источник света и систему дл  разделени  светового пучка от источника на две ветви, в одной из которых последовательно установлены и оптически св заны два зеркапа и перва  све- товозвращающа  система, выполненна 1. An interferometer for measuring the linear displacements of an object containing a sequentially installed light source and a system for separating a light beam from a source into two branches, in one of which two mirrors and the first light reflecting system are installed and optically connected 68616861 в виде двух уголковых отражателей, в другой последовательно установлены и оптически св заны зеркало и втора  световозвращающа  система, выполненна  аналогично первой, каретку св зываемую с объектом, на которой установлены по одному уголковому отражателю из каждой ветви, вторую 1Q систему дл  разделени  светового пучка , вход, которой св зан с выходами световозвращающих систем обеих ветвей , и фотоэлектронньш; блок, входы которого св заны с выходами второйin the form of two corner reflectors; in the other, a mirror and a second retroreflective system, similar to the first, are installed and optically coupled to an object that has one corner reflector from each branch, a second 1Q system for dividing the light beam, an input which is associated with the outputs of the retroreflective systems of both branches, and photoelectric; a block whose inputs are connected to the outputs of the second g системы дл  разделени  световогоg systems for separating light лучка, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , он снабжен пластинкой в 1/8 длины волны, установленной между исa beam, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, it is equipped with a plate of 1/8 wavelength, installed between точником света и первой системой дл the point of light and the first system for разделени  пучка, второй пластинкой в 1/8 длины волны, установленной в одной из ветвей по ходу излучени  перед зеркалом, двум  анализаторами,separation of the beam, by the second plate of 1/8 wavelength, installed in one of the branches along the radiation path in front of the mirror, by two analyzers, установленнь ш перед Соответствующими входами фотоэлектронного блока, двум  дополнительными уголковыми отражател ми , установленными соответственно в каждой светоБозвращающей системе так, что ребро одного из ос- HOEHfcix уголковых отражателей параллельно ребру дополнительного уголкового отражател , ребро уголкового отражател , установленного на карет- ке, перпендикул рно ребру дополнительного уголкового отражател , и четырьм  зеркалами, установленными попарно на биссектрисах пр мых углов каждой пары основного и дополнитель- кого уголковых отражателей, а рассто ние S между биссектрисами пр мых углов этих уголковых отражателей выбрано из соотношени w installed in front of the corresponding inputs of the photoelectronic unit, two additional corner reflectors installed respectively in each light reflecting system so that the edge of one of the axis of the corner reflectors parallel to the edge of the additional corner reflector, the corner of the corner reflector mounted on the carriage is perpendicular to the edge an additional corner reflector, and four mirrors mounted in pairs on the right angles of the right angles of each pair of the main and additional reflectors, and the distance S between the bisectors of the right angles of these corner reflectors is chosen from the ratio 4545 Sbzld  Sbzld п+8 . n + 8. где b - рассто ние от кра  граниwhere b is the distance from the edge edge уголкового отражател  до биссектрисы его Пр мого угла; gQ d - щирина светового пучка;corner reflector to the bisector of its right angle; gQ d is the width of the light beam; п - коэффициент умножени  оптической разности хода лучей света,n is the multiplication factor of the optical path difference of light rays, 2. Интерферометр по п. 1, о т - 55личающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции, кажда  пара основного и дополнительного уголковых отражателей установлена на общем основании, представл ющем со5141686162. The interferometer according to claim 1, d and 55 is characterized in that, in order to simplify the design, each pair of primary and secondary corner reflectors is installed on a common base, which represents бой уголковьй отражатель, на полови- зрачным и имеет длину, равную длине ну одной из граней которого нанесен ребра, и ширину, определ емую по отражательный слой, толщина которого формулеthe corner reflector is half-transparent and has a length equal to the length of one of the faces of which the edges are applied to the edges, and the width defined by the reflective layer, the thickness of which is 5 (25+d),5 (25 + d), лежит в пределах отlies within from -Г2 () -IzCSb-Ad)-G2 () -IzCSb-Ad) QJ, П/-,QJ, P / -, зрачным и имеет длину, равную длине ребра, и ширину, определ емую по формулеis opaque and has a length equal to the length of the edge, and the width determined by the formula (25+d),(25 + d), где о - рассто ние между биссектриwhere o is the distance between bisectors 00 16sixteen т2.г.t2.g. 23(2223 (22 S(2S (2 )) фиг.зfig.z
SU874178006A 1987-01-07 1987-01-07 Interferometer for measuring linear displacements of objects SU1416861A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874178006A SU1416861A1 (en) 1987-01-07 1987-01-07 Interferometer for measuring linear displacements of objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874178006A SU1416861A1 (en) 1987-01-07 1987-01-07 Interferometer for measuring linear displacements of objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1416861A1 true SU1416861A1 (en) 1988-08-15

Family

ID=21279176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874178006A SU1416861A1 (en) 1987-01-07 1987-01-07 Interferometer for measuring linear displacements of objects

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1416861A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 407.185, кл. G 01 В 9/02, 1974. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1674834A2 (en) Displacement detector
JPH0285715A (en) Encoder
CN111043991B (en) Straightness measuring interferometer system without nonlinear error and measuring method
US3584959A (en) Shaft position encoders
JPH01284715A (en) Encoder
US5379115A (en) Differential interferometer
SU1416861A1 (en) Interferometer for measuring linear displacements of objects
WO1993020458A3 (en) Laser distance measurement
GB1367886A (en) Measuring apparatus
JPH0126005B2 (en)
SU1525446A1 (en) Interferometer for measuring linear displacements of object
SU1132147A1 (en) Laser displacement interferometer
SU1288498A1 (en) Interferometer
RU2047085C1 (en) Interferometer for measurement of translations of two-coordinate table
SU1113671A1 (en) Device for measuring angular displacements
SU1158860A1 (en) Interferometer for measuring angular position of object
SU1730531A1 (en) Two-axis displacement meter
SU1620828A2 (en) Device for measuring angular displacements of objects
SU1260674A1 (en) Interferometer for measuring linear and angular displacements of object
SU983450A1 (en) Itnerferometer for measuring object displacement
SU1506269A1 (en) Interferometer for measuring angular and linear position of object
SU1275322A1 (en) Phase measuring device
SU1173177A1 (en) Device for measuring object displacement and index of transparent media refraction
RU1809302C (en) Interference device for object linear displacement measuring
SU781560A1 (en) Displacement photosensor