SU1551984A1 - Устройство дл измерени сдвига ахроматической полосы в интерферометре - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - повышение надежности измерений при изменении мощности потока излучени , падающего на фотоприемник. Интерферометр 1 формирует ахроматическую полосу, котора  сканирует относительно фотоприемника 3 и перемещаетс  при перемещении объекта, св занного с интерферометром. Сканирование ахроматической полосы задаетс  генератором 25 линейно нарастающего напр жени  и реализуетс  с помощью модул тора 6 оптической разности хода. По первому максимуму электрического сигнала, снимаемого с фотоприемника 9, формируетс  временной интервал с помощью компаратора 11 и формировател  12. Временной интервал с помощью элемента И 13 и генератора 17 заполн етс  импульсами, которые запускают аналого-цифровой преобразователь 10. Временной интервал с начала сканировани  преобразуетс  счетчиком 18 в код, который переписываетс  в регистр 16 по сигналам управлени , формируемым схемой 14 сравнени . Последний импульс, формируемый схемой 14 сравнени , сравнивающей входные коды и коды, заполненные в регистре 15, формируетс  в момент прохождени  центрального максимума ахроматической полосы. Заполненное в регистре 16 максимальное значение кода регистрируетс  регистратором 19 по окончанию цикла сканировани . Формирователь 26 формирует импульс сброса регистров и счетчика. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  малых перемещений различных объектов.

Цель изобретени  - повышение точности и надежности измерений при изменении мощности потока излучени , падающего на фотоприемник интерферометра ,

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема интерферометра белого света с модул тором оптичес- кой разности хода и фотоприемником; на фиг. 3 - регистратор (при .использовании устройства в качестве нуль- органа); на фиг. 4 - временные диаграммы , по сн ющие работу устройства.

Устройство содержит интерферометр 1 белого света, выполненный в виде (фиг. 2) оптически св занных между собой источника 2 белого света, кол- лимирующей оптики 3, светоделитель-- ной пластины 4, опорного зеркала 5, жестко скрепленного с модул тором 6, измерительного зеркала 7, жестко , скрепленного с перемещающимс  объектом 8, и установленного на выходе интерферометра 1 белого света фо- топриемника 9, подключенные измерительными входами к выходу фотоприемника 9 аналого-цифровой преобразователь 10 параллельного типа и компаратор 11, выход которого соединен с входом второго формировател  12, выход которого соединен с первым входом элемента И 13, выход которого соединен с тактирующим входом аналого-цифрового преобразовател  10, вы- ход которого соединен с первым входо схемы 14 сравнени  и информационным входом первого регистра 15, выход которого соединен с вторым входом схемы 14 сравнени , выход которой соеди нен с тактирующими входами первого 15 и второго 16 регистров, генератор 17, выходом соединенный с вторым входом элемента И 13 и информационным входом счетчика 18, выход которого соединен с информационным входом регистра 16, выход которого соединен с информационным входом регистратора 19, стробирующий вход которого подключен к выходу формировател  12. Тегистратор 19 (фиг. 3) выполнен в виде регистра 20, выходом соединенного с первым входом схемы 21 сравнени , второй вход которой подключен к

выходу регистра 16, А выход соединен с первым входом элемента И 22, и инвертора 23, входом подключенного к выходу формировател  12 и соединенного выходом со входом формировател  24, выход которого соединен с вторым входом элемента И 22. На вход регистра 20 подаетс  цифровой сигнал Ус- танка, соответствующий нулевой величине сдвига ахроматической полосы. Результат сравнени  формируетс  на выходе элемента И 22.

Устройство также содержит генератор 25 линейно нарастающего напр жени , выходом соединенный с модул тором 6 интерферометра 1 и входом первого формировател  26, выход которого соединен с входами обнулени  первого 15 и второго 16 регистров и счетчика 18, источник 27 напр жени , подключенный к опорному входу компаратора 11.

Устройство работает следующим образом .

Генератор 25 линейно нарастающего напр жени  (фиг. 1) формирует управл ющий линейно нарастающий сигнал, который приводит в возвратно поступательное движение модул тор 6 и вместе с ним опорное зеркало 5. В каждом такте модул ции фотоприемник 19 регистрирует переменный световой сигнал, характеризующий сме щение интерференциальной картины в плоскости анализа фотоприемника 9, и преобразует его в переменный фотоэлектрический сигнал. Переменный фотоэлектрический сигнал с выхода фотоприемника 9 после фильтрации и усилени  направл етс  на вход аналого-цифрового преобразовател  10 и компаратора 11. На опорный вход компаратора 11 подаетс  напр жение U

определ емое из соотношени 

ср

иср иг

и),

где U4, U. локальные максимумы переменного фотоэлектрического сигнала (фиг.4). По достижении переменным сигналом уровн  UCp срабатывает компаратор 11, сигнал с выхода которого подаетс  на вход формировател  12, формирующего импульс продолжительностью t 3Tt , где Т - период переменного фотоэлектрического сигнала (фиг. 4). Сформированный импульс поступает на

первый вход элемента И 13, на второй вход которого поступает последовательность тактирующих импульсов с генератора 17, При этом часть импуль- сов, отвечающих временному интервалу с длительностью ЗТсср, проход т на выход элемента И 13 и далее на тактирующий вход аналого-цифрового преобразовател  10. При поступлении на тактирующий вход аналого-цифрового преобразовател  10 тактирующих импульсов последний осуществл ет р д измерений значений переменного фотоэлектрического сигнала, отвечающих моментам поступлени  тактирующих импульсов .

Измеренные значени  напр жений поступают на входы схемы 14 сравнени  и регистра 15„ Схема 14 сравнени  осуществл ет сравнение вновь поступившего на ее вход кода с ранее запомненным в регистре 15 кодом. После сравнени  максимальное из двух сравниваемых значений кодов запоминаетс  по сигналу переписи, формируемому схемой 14 сравнени  в регистре 15, а на вход переписи регистра 16 подаетс  сигнал переписи, свидетельствующий о регистрации очередного максимального значени . Счетчик 18 осуществл ет счет тактирующих импульсов поступающих на его информационный вход с выхода генератора 17. В момент поступлени  очередного сигнала переписи с выхода схемы 14 в регистр 16 осуществл етс  перепись содержимого счетчика 18, а счетчик 18 продолжает счет тактирующих импульсов. В начале каждого такта модул ции содержимое регистров 15 и 16 и счетчика 18 обнул етс .

Сигнал с выхода формировател  12 поступает на вход инвертора 23 регистратора 19 и далее на формирователь 24 Коротких импульсов. С выхода последнего сигнала подаетс  на первый вход элемента И 22. На второй вход этого элемента подаетс  потенциальный уровень с выхода схемы 21 сравнени , осуществл ющий сравнение кодов , записанных в регистрах 16 и 20. Содержимое регистра 20 задаетс  в начале измерений и остаетс  неизменным в течение всего процесса измерени „ Формируемый по результатам сравнени  потенциальный сигнал на выходе схемы 21 сравнени  на каждом периоде модул ции стробируетс  коротким импульсом

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

формировател  24, при эiом по характеру сигнала на выходе элемента И 22, регистратора 19 суд т о положении ахроматической полосы по отношению к ее 1гулевому положению, характеричуе- мому кодом, записанным в регистр 20, т.е. о сдвиге ахроматической полосы. Полученна  таким образом информаци  позвол ет, например, контролировать характер смещени  зеркала 7 интерферометра 1, жестко св занного с объектом 8 контрол , и регистрировать отклонени  зеркала 7 от его начального положени .

Использование предлагаемого устройства позвол ет повысить надежность измерений при изменении мощности начала излучени , падающего на фотоприемник интерферометра, за счет фиксации из нескольких максимумов электрического сигнала, снимаемого с фото-. приемника интерферометра только центрального максимума.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  сдвига ахроматической полосы в интерферометре , содержащее интерферометр белого света с модул тором оптической разности хода и установленным в плоскости анализа фотоприемником, выход которого соединен с измерительным входом компаратора, к опорному входу которого подключен источник напр жени , генератор линейно нарастающего напр жени , выход которого соединен с входом модул тора оптической разности хода интерферометра и входом первого формировател , счетчик, счетный вход которого подключен к генератору, вход обнулени  счетчика подключен к выходу первого формировател , регистратор с информационным и стробирующим входами, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и надежности измерений при изменении мощности потока излучени , падающего на фо- топрнемник интерферометра, оно снабжено вторым формирователем, элементом И, аналого-цифровым преобразователем , первым и вторым регистрами , схемой сравнени , вход второго формировател  подключен к-выходу компаратора , выход второго формировател  соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен

   к выходу генератора, выход элемента И соединен с тактирующим входом аналого-цифрового преобразовател , измерительный вход которого подключен к выходу фотоприемника, выход аналого-цифрового преобразовател  соединен с первым входом схемы сравнени  и информационным входом первого регистра, вход обнулени  которого подключен к выходу перфого формировател , выход первого регистра соединен с вторым

   входом схемы сравнени , выход которой соединен с тактирующими входами первого и второго регистров, входы обнулени  которых подключены к выходу первого формировател , информационный вход второго регистра подключен к выходу счетчика, выход второго регистра соединен с информационным входом регистратора, стробирующий вход которого подключен к выходу второго формировател .

   С регистра 16

   20

   21

   1

   С формировател  12 Фие.д

   Фиг. 2

   22

   гъ

   24

   1

   ро

   HI макс

   «t П

   J

   n

   J J J t

   t t t

   It

   111

   A/

   nw

   П

   0//г