SU1601515A1 - Устройство дл контрол перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет увеличени  отношени  сигнал/шум. Путем воздействи  на электрический вход акустооптической  чейки 3, св занной с объектом высокочастотного импульса, возбуждаетс  акустическа  волна, с которой взаимодействует опорный пучок светового излучени , падающий под углом Брэгга к ее волновому фронту, в результате опорный пучок притерпевает дифракцию. Приемники 5 и 6 излучени , установленные соответственно в зоне нулевого пор дка дифракции и в зоне дифракционного луча, фиксируют излучение, при этом импульсы на выходах приемников 5 и 6, в силу брэгговского характера дифракции, разнопол рны, но равны по амплитуде. Эти импульсы суммируютс  и поступают на вход элемента 10 измерени , фиксирующего врем  прохождени  импульса от электрического входа акустооптической  чейки до опорного пучка, пропорциональное положению объекта относительно оси опорного пучка. В результате суммировани  импульсов с выходов приемников 5 и 6, ставшего возможным при наличии второго приемника 6, отношение сигнал/шум на входе элемент 10 измерени , определ ющее точность его срабатывани , возрастает в √2 раз. 1 ил.

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля положения объектов в инженерной геодезии, точном машиностроении и других отраслях техники, а также для контроля деформаций.

Целью изобретения является повышение точности за счет увеличения Ьтношения сигнал/шум.

' На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит источник 1 Цветового излучения (например, лаДер), установленные по ходу излучения формирователь 2 опорного пучка, Дкустооптическую ячейку 3 (АОЯ 3), Связанную с объектом (не показан) и расположенную под углом Брэгга относительно оптической оси формирователя 2 опорного пучка, объектив 4 и Два приемника 5 и 6 излучения (первый 5 и второй 6 приемники), расположенные соответственно в зоне дифракционного луча и зоне нулевого порядка диффракции, вычитающий элемент 7, входы которого соединены соответственно с выходами первого 5 и второго 6 приемников, последовательно сое-, диненные генератор 8 опорного сигнала и генератор 9 несущей частоты, выход которого соединен с электрическим входом АОЯ 3, и элемент 10 измерения временных интервалов (элемент 10 измерения), например триггер, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами генератора 8 опорного сигнала и вычитающего элемента 7, а выход является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Пучок света от источника 1 попадает в формирователь 2 опорного пучка, на выходе из которого преобразуется в опорный пучок, который падает под углом Брэгга к фронту акустической волны, создаваемой АОЯ 3 в результате преобразования в ней высокочастотного сигнала генератора 9 несущей частоты, промодулироваиного импульсом генератора 8 опорного сигнала. В АОЯ 3 опорный пучок в результате акустооптического взаимодействия претерпевает дифракцию. В случае брэгговской дифракции отклонение света происходит только в первый порядок дифракции. Энергия падающего свето10 вого излучения распределяется между проходящим и дифракционным лучами, т.е. между излучением нулевого луча и первого порядка дифракции, таким образом, что импульсные сигналы в нулевом и первом порядке дифракции имеют различную полярность (противоположную фазу) и равны по амплитуде. Если приемники излучения имеют идентичные параметры, импульсы на их выходах также равны по амплитуде и противофазны.

Продифрагировавшая и непродифрагировавшая части опорного пучка попадают в объектив 4. Пройдя объектив 4, продифрагировавшая часть пучка попадает на первый приемник 5» расположенный в зоне дифракционного луча и связанный с одним из входов вычитающего элемента 7. Непродифрагировавшая часть пучка, пройдя объектив, попадает на второй приемник 6, расположенный в зоне нулевого порядка дифракции и связанный с вторым входом вычитающего элемента 7. Модулирующий импульс с выхода генератора 8 опорного сигнала поступает на первый вход элемента 10 измерения, переводя его в исходное устойчивое состояние.

Высокочастотный сигнал генератора 9 несущей частоты, промодулированный импульсом генератора 8 опорного си!— нала, преобразуется в АОЯ Зв звуковую волну, которая через промежуток времени, равный времени ее пробега от преобразователя до опорного пучка света, достигает этого пучка и вызывает его дифракцию. Продифрагировавший пучок вызывает появление сигнала на входе первого приемника 5, а непродифрагировавший пучок (нулевой порядок дифракции) вызывает появление сигнала на выходе второго приемника 6, по знаку противоположного по отношению к сигналу на выходе первого приемника 5. В вычитающем элементе 7 сигналы противоположного знака складываются, а удвоенный сигнал поступает на вход элемента 10 измерения, переводя его во второе стабильное состояние, тем самым заканчивая процесс измерения. Длительность сигнала с выхода элемента 10 измерения временных интервалов пропорциональна смещению ЛОЯ 3 относительно опорного светового пучка.

Точность фиксации момента времени переброса элемента 10 измерения временных интервалов зависит от отношения сигнал/шум на его выходе.

По сравнению с известным в предлагаемом устройстве полезный сигнал увеличивается в два раза в результате использования второго приемника 6 излучения и вычитающего элемента 7, а собственные шумы двух приемников 5 и 6 увеличиваются в -ΓΣ раз. Таким образом, отношение сигнал/шум увеличивается в чГ? раз, что приводит к соответствующему повышению точности.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для контроля перемещений, содержащее источник излучения, установленные по ходу излучения формирователь опорного пучка, акустооптическую ячейку, связываемую с объектом, и расположенную под углом Брэгга к оптической оси формирователя, объектив и приемник излучения, рас полагаемый в зоне дифракционного лу ча, блок обработки сигнала, выполнен ный в виде последовательно соединенных генератора опорного сигнала и генератора несущей частоты, выход которого соединен с электрическим IQ входом акустооптической ячейки, и элемента измерения временных интервалов, первый вход которого соединен с выходом генератора опорного сигнала, а выход является выходом устройства, ,5 отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено вторым приемником излучения, 'устанавливаемым в зоне нулевого порядка дифракции, и вычитающим элемен20 том, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго приемников, а выход соединен с вторым входом элемента измерения вре• менных интервалов.