SU1476404A1 - Phase meter - Google Patents
Phase meter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1476404A1 SU1476404A1 SU874326307A SU4326307A SU1476404A1 SU 1476404 A1 SU1476404 A1 SU 1476404A1 SU 874326307 A SU874326307 A SU 874326307A SU 4326307 A SU4326307 A SU 4326307A SU 1476404 A1 SU1476404 A1 SU 1476404A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- electrical
- optical
- prism
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к технике фазовых измерений и предназначено дл использовани в калибраторах фазы и фазометрах. Фазометрическое устройство содержит преобразователь 2 электрического напр жени в световой поток, электрический вход которого соединен с первым входом устройства, а оптический выход сопр жен с первым светоделителем 3, первый выход которого через оптический клин 4 и первую призму 5 сопр жен с оптическим входом первого фотопреобразовател 6, электрический выход которого подключен к первому выходу устройства . Второй выход светоделител 3 через переменную оптическую задержку, состо щую из последовательно оптически св занных подвижной призмы 7, механически соединенной с интерфференционным лазерным измерителем перемещений 8, и неподвижной призмы 9, сопр жен со вторым светоделителем 10, первый выход которого через вторую призму 11 сопр жен с оптическим входом второго фотопреобразовател 12, электрический выход которого подключен ко второму выходу устройства . Второй выход светоделител 10 сопр жен с оптическим входом фотоприемника 13, электрическим выходом подключенного к нуль-индикатору 14. С целью упрощени и повышени надежности устройства в него введен переключатель 1, выход которого через последовательно соединенные усилитель 16 и фазоинвертор 15 подключен к электрическому управл ющему входу фотоприемника 13. Каждый из четырех входов переключател 1 соединен с одним из входов или выходов устройства . Введение элементов 1,15,16 с их функциональными св з ми позвол ет исключить из оптической схемы устройства дл источника модулированного излучени , п ть светоделителей, шесть зеркал и три пол ризатора. 1 ил.The invention relates to a technique for phase measurement and is intended for use in phase calibrators and phase meters. The phasometric device contains an electrical voltage converter 2 into a luminous flux, the electrical input of which is connected to the first input of the device, and the optical output is coupled to the first beam splitter 3, the first output of which is coupled to the optical input of the first photoconverter 6 through the optical wedge 4 whose electrical output is connected to the first output of the device. The second output of the splitter 3 through a variable optical delay consisting of successively optically coupled movable prism 7, mechanically connected to an interferential laser displacement meter 8, and a fixed prism 9, conjugated to the second splitter 10, the first output of which through the second prism 11 is conjugated with the optical input of the second PV 12, the electrical output of which is connected to the second output of the device. The second output of the splitter 10 is coupled with the optical input of the photodetector 13, the electrical output connected to the null indicator 14. To simplify and increase the reliability of the device, a switch 1 is inserted into it, the output of which is connected through an serially connected amplifier 16 and phase inverter 15 to the electrical control input photodetector 13. Each of the four inputs of the switch 1 is connected to one of the inputs or outputs of the device. The introduction of elements 1,15,16 with their functional connections allows to exclude from the optical scheme of the device for the source of modulated radiation, five beam splitters, six mirrors and three polarizers. 1 il.
Description
му управл ющему входу фотоприемника 13. Каждый из четырех входов переключател 1 соединен с одним из входов или выходов устройства. Введение элементов 1, 15, 16 с их функциональными св з ми позвол ет исключить из оптической схемы устройства два источника модулированного излучени , п ть светоделителей, шесть зеркал и три пол ризатора, 1 ил.The control input of the photodetector 13. Each of the four inputs of the switch 1 is connected to one of the inputs or outputs of the device. The introduction of elements 1, 15, 16 with their functional connections allows one to exclude from the optical scheme of the device two sources of modulated radiation, five beam splitters, six mirrors and three polarizers, 1 sludge.
1one
Изобретение относитс к технике фазовых измерений и может использоватьс дл получени двух электрических сигналов, сдвинутых один отно- ,сительно другого по фазе на заданную величину, а также дл измерени относительных фазовых сдвигов двух : электрических сигналов.The invention relates to a technique of phase measurements and can be used to obtain two electrical signals shifted one relative to the other in phase by a predetermined value, as well as to measure the relative phase shifts of two: electrical signals.
Цель изобретени - упрощение и noвышение надежности фазометрического устройства.The purpose of the invention is to simplify and improve the reliability of the phase meter device.
На чертеже изображена структурно- функциональна схема фазометрического устройства.The drawing shows a structural-functional diagram of the phase meter device.
Фазометрическое устройство содержит преобразователь 1, первый вход которого соединен с объединенными первым входом устройства и входом преобразовател 2 электрического на- пр жени в световой поток, а второй вход переключател 1 соединен со вторым входом устройства. Преобразователь 2 через первый светоделитель 3, оптический клин 4 и призму 5 оптически сопр жен с первым фотопреобразователем 6, выход которого соединен с первым выходом устройства и третьим входом переключател 1. Светоделитель 3 также оптически сопр жен с пе ременной (регулируемой) оптической задержкой, состо щей из подвижной призмы 7, котора механически соединена с интерференционным лазерным измерителем 8 перемещений, оптически сопр женной с последовательно установленной неподвижной призмой 9. i Переменна регулируема оптичес- .ка задержка через выход призмы 9 оптически сопр жена последовательно с вторым светоделителем 10, призмой 11 и вторым фотопреобразователем 12, выход которого соединен со вторым выходом устройства и четвертым входом переключател 1. Светоделитель 10 также сопр жен с оптическим входомThe phase meter device contains a converter 1, the first input of which is connected to the combined first input of the device and the input of the converter 2 of the electric voltage to the light flux, and the second input of the switch 1 is connected to the second input of the device. Converter 2 through the first beam splitter 3, the optical wedge 4 and the prism 5 is optically coupled to the first phototransducer 6, the output of which is connected to the first output of the device and the third input of the switch 1. The splitter 3 is also optically coupled to the variable (adjustable) optical delay, of a movable prism 7, which is mechanically connected to an interference laser measuring instrument 8 displacements, optically conjugated with a fixed fixed prism 9 in sequence. i The variable adjustable optics- The delay through the output of the prism 9 is optically connected in series with the second beam splitter 10, the prism 11 and the second photovoltage converter 12, the output of which is connected to the second output of the device and the fourth input of the switch 1. The light splitter 10 is also coupled to the optical input
Q Q
5five
0 5 0 Q 0 5 0 Q
5five
5five
фотоприемника (лавинного фотодиода) 13, электрический выход которого соединен с нуль-индикатором 14, а элект рический управл ющий вход (вход напр жени смещени ) лавинного фотодиода 13 через фазоинвертор 15 и усилитель 16 соединен с выходом переключател 1.photodetector (avalanche photodiode) 13, the electrical output of which is connected to the null indicator 14, and the electrical control input (bias voltage input) of the avalanche photodiode 13 through the phase inverter 15 and the amplifier 16 is connected to the output of the switch 1.
Фазометрическое устройство работает следующим образом.Phasometric device operates as follows.
В режиме автоповерки производитс устранение ошибок, вносимых положением подвижной призмы 7 переменной оптической задержки и положением призм 5 и 11, и осуществл етс контроль соответстви нулей переменной оптической задержки и нуль-индикатора 14.In the auto-verification mode, the errors introduced by the position of the movable prism 7 of the variable optical delay and the position of the prisms 5 and 11 are eliminated, and the correspondences of the zeros of the variable optical delay and the null indicator 14 are monitored.
Переключатель 1 устанавливаетс в положение, при котором усилитель 16 соедин етс с объединенными первым входом устройства и входом преобразовател 2. На вход преобразовател 2 подаетс напр жение с первого вхо- да устройства. Выход щий из преобразовател 2 модулированный по интенсивности световой поток, отража сь от первого светоделител 3, проходит призмы 7 и 9 переменной оптической задержки и, пройд второй светоделитель 10,попадает на оптический вход лавинного фотодиода 13, сигнал с которого поступает на нуль-индикатор 14.The switch 1 is set to a position in which the amplifier 16 is connected to the combined first input of the device and the input of the converter 2. The input of the converter 2 is energized from the first input of the device. The light intensity modulated from the converter 2, reflected from the first beam splitter 3, passes the prisms 7 and 9 of the variable optical delay and, after passing the second beam splitter 10, hits the optical input of the avalanche photodiode 13, the signal from which goes to the null indicator 14 .
Напр жение с первого входа устройства через переключатель 1, усилитель 16 и фазоинвертор 15 подаетс также на электрический вход f вход напр жени смещени ., лавинного фотодиода 13,чувствительность которого очень сильно зависит от напр жени смещени .The voltage from the first input of the device through the switch 1, the amplifier 16 and the phase inverter 15 is also supplied to the electrical input f input bias voltage input, avalanche photodiode 13, the sensitivity of which is very much dependent on the bias voltage.
Перемещением подвижной призмы 7 переменной оптической задержки добиваютс минимального показани нульBy moving the movable prism 7 of the variable optical delay, a minimum reading of zero is obtained.
индикатора 14. Положение призмы 7 фиксируетс при этом, как соответствующее нулевому показанию нуль-индикатора 14.indicator 14. The position of the prism 7 is fixed in this case, as corresponding to the zero reading of the zero indicator 14.
Затем переключатель 1 устанавливаетс в положение, при котором усилитель 16 соедин етс с объединенными выходом фотопреобразовател 6 и первым выходом устройства. На вход преобразовател 2 подаетс напр жение с первого входа устройства. Выход щий из преобразовател 2 световой поток, пройд первый светоделитель 3, оптический клин 4 и призму 5, поступает на вход первого фотопреобразовател 6. Сигнал с выхода первого фотопреобразовател 6 подаетс на первый выход устройства, а затем через переключатель 1, усилитель 16 и фазоинвертор 15, поворачивающий фазу сигнала на 180 , поступает на вход напр жени смещени лавинного фотодиода 13, сигнал которого регистрируетс нуль-индикатором 14. i i Then, the switch 1 is set to a position in which the amplifier 16 is connected to the combined output of the photovoltage converter 6 and the first output of the device. The input of the converter 2 is supplied from the first input of the device. The light output from the converter 2, the first beam splitter 3, the optical wedge 4 and the prism 5, pass to the input of the first phototransducer 6. The output from the first phototransducer 6 is fed to the first output of the device, and then through switch 1, the amplifier 16 and the phase inverter 15 turning the signal phase by 180 is fed to the bias voltage input of the avalanche photodiode 13, the signal of which is recorded by the null indicator 14. ii
Отраженный от светоделител 3 световой поток проходит призмы 7 и 9 переменной оптической задержки и светоделитель 10 и попадает на другой вход лавинного фотодиода 13. Нуль-индика- тор 14 регистрирует показание, отличное от минимального. Перемещением призмы 5 добиваютс минимального показани нуль-индикатора 14. Положение призмы 5 регистрируетс при этом как нулевое.The light flux reflected from the beam splitter 3 passes the prisms 7 and 9 of the variable optical delay and the beam splitter 10 reaches the other input of the avalanche photodiode 13. The zero indicator 14 registers a reading other than the minimum. By moving the prism 5, the minimum indication of the zero-indicator 14 is obtained. The position of the prism 5 is recorded as zero.
Затем переключатель 1 устанавливаетс в положение, при котором вход усилител 16 соедин етс с объединенными вторым входом устройства и выходом второго фотопреобразовател 12. На вход преобразовател 2 подаетс напр жение с первого входа устройства , и выход щий из преобразовател 2 световой поток, отража сь от первого светоделител 3, проходит призмы 7 и 9 переменной оптической задержки и второй светоделитель 10 и попадает на оптический вход лавинного фотодиода 13, сигнал с которого поступает на нуль-индикатор 14. Отраженный от второго светоделител 10 световой поток, пройд призму 11, подаетс на вход второго фотопреобразовател 12, сигнал с выхода которого поступает на второй выход устройства , а затем через переключатель 1, усилитель 16 и фазоинвертор 15 - на электрический вход лавинного фотоSwitch 1 is then set to a position in which the input of amplifier 16 is connected to the combined second input of the device and the output of the second phototransducer 12. The input of the converter 2 is energized from the first input of the device and the light flux from the first 2 the beam splitter 3, passes the prisms 7 and 9 of the variable optical delay and the second beam splitter 10 and enters the optical input of the avalanche photodiode 13, the signal from which arrives at the null indicator 14. Reflected from the second light 10 elitel luminous flux after passing the prism 11 is input to the second photoconverter 12, the output signal of which is fed to a second output device, and then through the switch 1, the amplifier 16 and the phase inverter 15, - an electrical input avalanche photo
00
5five
0 5 0 5
о about
5five
00
5five
00
5five
диода 13. Перемещением призмы 11 снова добиваютс минимального показани нуль-индикатора 14. Положение призмы 11 регистрируетс при этом, как нуле вое.diode 13. By moving the prism 11 again, the minimum indication of the zero indicator 14 is obtained. The position of the prism 11 is recorded as zero.
Б режиме калибратора фазы переключатель 1 устанавливаетс в положение, при котором усилитель 16 соедин етс с объединенными первым входом устройства и входом преобразовател 2.In the phase calibrator mode, the switch 1 is set to a position in which the amplifier 16 is connected to the combined first input of the device and the input of the converter 2.
На первый вход устройства подаетс гармоническое напр жение необходимой частоты, в результате чего на выходе преобразовател 2 по вл етс модулированный по интенсивности световой сигнал, который на первом светоделителе 3 делитс на два потока: .проход щий и отраженный. Проход щий 1поток направл етс на оптический клин 4 (позвол ющий регулировать интенсивность светового потока при настройке ), после прохождени которого вводитс в призму 5, а затем регистрируетс первым фотопреобразователем 6, Электрический сигнал с выхода фото- преобразовател 6 поступает на пер- i вый выход устройства. A harmonic voltage of the required frequency is applied to the first input of the device, with the result that an intensity-modulated light signal appears at the output of converter 2, which is divided into two streams at the first beam splitter 3: the forward and the reflected. The transmitted 1 stream is directed to the optical wedge 4 (allowing to adjust the intensity of the luminous flux during tuning), after passing through which it is introduced into the prism 5 and then recorded by the first phototransducer 6, the electrical signal from the output of the phototransducer 6 goes to the first output devices.
Отраженный от первого светоделител 3 световой поток попадает в переменную оптическую задержку, состо щую из подвижной призмы 7, величина перемещени которой регистрируетс интерференционным лазерным измерителем 8 перемещений, и неподвижной призмы 9. Выход щий из призмы 9 световой поток попадает на второй светоделитель 10 и, отразившись от него , проходит призму 11, а затем регистрируетс вторым фотопреобразова- телем 12, с выхода которого электрический сигнал поступает на второй выход устройства.Reflected from the first beam splitter 3, the light flux enters a variable optical delay consisting of a moving prism 7, the displacement amount of which is recorded by an interference laser displacement meter 8, and a fixed prism 9. The light flux coming out of the prism 9 hits the second beam splitter 10 and, having reflected from it, passes a prism 11, and then registers with a second phototransducer 12, from the output of which an electrical signal is fed to the second output of the device.
Таким образом, формируемые на выходах фотопреобразователей 6 и 12 электрические сигналы подаютс на первый и второй выходы устройства. Перемещением подвижной призмы 7 вдоль направлени Ш при определении величины перемещени интерференционным лазерным измерителем 8 перемещений задаетс желаемый фазовый сдвиг, обусловленный задержкой светорого потока . Оптический клин 4 позвол ет выровн ть интенсивности световых сигналов , поступающих на входы фотопре- образователеи 6 и 12.Thus, the electrical signals generated at the outputs of the photoconverters 6 and 12 are fed to the first and second outputs of the device. By moving the movable prism 7 along the direction W in determining the magnitude of the displacement, the interference laser displacement meter 8 sets the desired phase shift due to the delay in the light flux. Optical wedge 4 allows to equalize the intensities of light signals arriving at the inputs of the photoconverter 6 and 12.
В режиме измерител фазового сдвига работа устройства происходит еле-In the phase shift meter mode, the device operates at
5151
дующим образом. Переключатель I устанавливаетс в положение, при котором усилитель 16 соедин етс со вторым входом устройства. На первый и второ входы устройства подаютс электрические сигналы, фазовый сдвиг между которыми необходимо измерить. На вход преобразовател 2 подаетс электрический сигнал с первого входа устройства . Выход щий из преобразовател 2 модулированный по интенсивности световой поток, отража сь от первого светоделител 3, попадает в подвижную призму 7 переменной оптической задержки, причемвеличина перемещени этой призмы регистрируетс интерференционным лазерным измерителем 8 перемещений. Пройд неподвижную призму 9 и второй светоделитель 10, световой поток регистрируетс лавинным фотодиодом 13, сигнал которого поступает на нуль-индикатор 14. На электрический вход (вход напр жени смещени ) лавинного фотодиода 13 через фазоинвертор 15 и усилитель 16 подаетс электрический сигнал со второго входа устройства.blowing way. The switch I is set to a position in which the amplifier 16 is connected to the second input of the device. Electrical signals are supplied to the first and second inputs of the device, the phase shift between which must be measured. An electrical signal is applied to the input of converter 2 from the first input of the device. The light intensity modulated from the transducer 2, reflected from the first beam splitter 3, enters the movable prism 7 of the variable optical delay, and the amount of movement of this prism is recorded by an interference laser meter 8 of displacements. Passing a fixed prism 9 and a second beam splitter 10, the light flux is recorded by an avalanche photodiode 13, the signal of which is fed to a zero indicator 14. An electrical input from the second input of the device is supplied to the electrical input (bias voltage input) of the avalanche photodiode 13 .
Наличие фазового сдвига между исследуемыми электрическими сигналами, подаваемыми на первый и второй входы устройства приводит к уходу от минимального напр жени , регистрируемого нуль-индикатором 14, так как чувствительность лавинного фотодиода зависит от напр жени смещени , т.е. минимальное значение выходного тока лавинного фотодиода 13 будет регистрироватьс нуль-индикатором 14 лишь при равенстве фаз сигналов.The presence of a phase shift between the studied electrical signals applied to the first and second inputs of the device leads to a departure from the minimum voltage detected by the null indicator 14, since the sensitivity of the avalanche photodiode depends on the bias voltage, i.e. The minimum value of the output current of the avalanche photodiode 13 will be registered by the zero-indicator 14 only with equal phases of the signals.
Дл компенсации этого фазового сдвига подвижную призму 7 регулируемой оптической задержки перемещают вдоль направлени MN до тех пор, пока на нуль-индикаторе 14 не будет зарегистрировано минимальное показание По величине перемещени подвижной призмы 7, регистрируемой интерференционным лазерным измерителем 8 перемещений , определ етс величина фазового сдвига между исследуемыми электрическими сигналами.To compensate for this phase shift, the movable prism 7 of the adjustable optical delay is moved along the direction MN until a minimum indication is recorded on the null indicator 14. The displacement amount of the movable prism 7 detected by the interference laser meter 8 displacements determines the magnitude of the phase shift between investigated electrical signals.
Исключение двух источников модулированного оптического излучени , представл ющих собой, как правило, полупроводниковые лазерные диоды с соответствующими электронными схемаElimination of two sources of modulated optical radiation, which are, as a rule, semiconductor laser diodes with appropriate electronic circuitry.
ми накачки, стабилизации мощности, температурной стабилизации и соответ- |ствующими оптическими коллиматорами или газовые лазеры с электрооптичес-| кими модул торами и коллимирующими системами, а также исключение четырех затворов и оптических элементов с высоким значением интенсивности отказов: п ти светоделителей, всех п ти ; отражающих зеркал, двустороннего зеркала и трех пол ризаторов позвол ет (по сравнению с прототипом) повысить надежность предлагаемого фазо- метрического устройства за счет его упрощени .pumping, power stabilization, temperature stabilization and appropriate optical collimators or gas lasers with electro-optical | Kimi modulators and collimating systems, as well as the exclusion of four gates and optical elements with a high failure rate: five beam splitters, all five; reflecting mirrors, double-sided mirrors and three polarizers allows (compared to the prototype) to increase the reliability of the proposed phase-measuring device by simplifying it.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874326307A SU1476404A1 (en) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | Phase meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874326307A SU1476404A1 (en) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | Phase meter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1476404A1 true SU1476404A1 (en) | 1989-04-30 |
Family
ID=21335506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU874326307A SU1476404A1 (en) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | Phase meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1476404A1 (en) |
-
1987
- 1987-09-29 SU SU874326307A patent/SU1476404A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Данел н А.Г. и др. Образцовый двухфазный оптоэлектронный генератор. - Измерительна техника, 1980, № 7, с. 51-52. Авторское свидетельство СССР . № 1275322, кл. G 01 R 25/04, 1986. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0640846B1 (en) | Optical measuring apparatus | |
| KR900002117B1 (en) | Method and apparatus for measuring distance by laser beam | |
| US4600299A (en) | Optical distance measuring instrument | |
| JPH0439038B2 (en) | ||
| SU1476404A1 (en) | Phase meter | |
| JPH07190712A (en) | Interferometer | |
| CN108627084A (en) | A kind of laser wavelength calibration system based on static Michelson's interferometer | |
| JP2935325B2 (en) | Multi-probe displacement measuring device | |
| JPH0682552A (en) | Electrooptical distance measurement | |
| SU1137403A1 (en) | Device for touch-free measuring of current | |
| SU1185073A1 (en) | Arrangement for measuring linear and angular movements of an object | |
| KR970003746B1 (en) | Automatic system of laser density | |
| SU1275322A1 (en) | Phase measuring device | |
| SU1283529A1 (en) | Light range finder | |
| SU834396A1 (en) | Light range finder | |
| SU1458707A1 (en) | Apparatus for measuring amplitudes of small periodical linear displacements | |
| SU1695127A1 (en) | Normalizing unit for a meter with laser pump generator and four-patch quadrant photodetector | |
| SU1262392A1 (en) | Magnetooptical method for measuring current and device for effecting same | |
| SU1179103A1 (en) | Interferometer for distance measurement | |
| SU877325A1 (en) | Interferentional displacement meter | |
| SU1645818A1 (en) | Phasic light distance finder | |
| SU175271A1 (en) | TWO-CHANNEL COMPENSATION PHOTOMETER | |
| SU1345056A1 (en) | Light range finder | |
| SU1566870A1 (en) | Method of determining mutual displacement object point | |
| SU506755A1 (en) | Device for measuring phase shifts of infrared radiation |