SU1610249A1 - Интерферометр дл измерени перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  линейных перемещений, в частности дл  измерени  перемещени  рабочих органов металлорежущих станков. Цель изобретени  - расширение диапазона измер емых перемещений. Световой поток от источника 1 с ортогонально пол ризованными составл ющими излучени  делитс  блоком 2 модул ции на два пучка с частотами ω и ω-Ω, где ω - частота излучени  источника

Ω - частота модул ции. Пучок с частотой ω-Ω делитс  на два с помощью пол ризационного светоделител  3, кажда  из частей которого проходит различные оптические пути. Затем эти пучки совмещаютс  на светосоединителе 12 и с помощью светоделител  9 и светосоединител  10 совмещаютс  с пучком в рабочей ветви. Пол ризационный светоделитель 4 раздел ет общий световой поток на два оптических интерференционных сигнала, которые регистрируютс  фотоприемниками 14 и 16. Поочередное считывание и сравнение сигналов этих фотоприемников с сигналом опорной частоты Ω фотоприемника 15 позвол ет выделить доплеровскую частоту, пропорциональную скорости перемещени  уголкового отражател  5, св занного с объектом, после чего вычисл етс  перемещение контролируемого объекта. 1 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений, в частности для измерения перемещения рабочих органов металлорежущих станков.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых перемещений.

На чертеже представлена схема интерферометра.

Интерферометр содержит источник 1 излучения, блок 2 модуляции, выполненный в виде дифракционной решетки, установленной с возможностью вращения в плоско-. сти, перпендикулярной оси пучка излучения, два поляризационных светоделителя 3 и 4, один из которых установлен по ходу пучка с частотой излучения источника 1, уменьшенной на частоту модуляции, другой - в пучке с частотой излучения источника 1, уголковый отражатель 5, предназначенный для связи с объектом, дополнительные уголковые отражатели 6 и 7, первый и второй светоделители 8 и 9, первый, второй и третий светосоединители 10-12, анализатор 13, первый и третий фотоприемники 14-16 и блок 17 обработки сигналов.

Принцип действия устройства основан на формировании сигнала об измеряемом перемещении посредством поочередного считывания электронным блоком интерференционных сигналов, получаемых при смешивании пучка из измерительного канала интерферометра с пучком из опорного канала, имеющим ортогонально поляризованные составляющие с различными оптическими путями.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от источника 1 с ортогонально поляризованными составляющими излучения проходит через блок 2 модуляции, на выходе которого образуются лучи с различными частотами а) и ω — Ω, где ωчастота излучаемого светового потока; Ωчастота модуляции. Часть луча с частотой ω~Ω, имеющая вертикальную поляризацию, отклоняется первым поляризационным светоделителем 3 на уголковый отражатель 6, пройдя через который, смешивается на третьем светосоединителе 12 с неотклоненной первым поляризационным светоделителем 3 частью луча, имеющей горизонтальную поляризацию и прошедший через уголковый отражатель 7. С выхода третьего светосоединителя 12 на второй светоделитель 9 поступает луч, содержащий две составляющие с оптической разностью хода, равной половине длины когерентно .

сти источника излучения, и ортогональными поляризациями.

Часть этого луча смешивается на втором светосоединителе 11 с частью луча, имеющего частоту излучения ω , отклоненной первым светоделителем 8, что позволяет получить в плоскости фотоприемника 15 после прохождения лучом анализатора 13 сигнал опорной частоты Ω . Вторая часть смешивается на первом светосоединителе 10 с второй частью луча, прошедшей через уголковый отражатель 5, установленный на контролируемом объекте, и получившей доплеровское приращение Q(=2ftrV/c. где V - скорость перемещения объекта; с скорость света. Второй .поляризационный светоделитель 4 выделяет из смешанного луча составляющие с ортогональными поляризациями' и направляет их на фотоприемники 14 и 16, электрически связанные с блоком 17 обработки сигналов. Поочередное считывание и сравнение сигналов этих фотоприемников с сигналом опорной частоты Ω фотоприемника 15 позволяет выделять доплеровскую частоту, пропорциональную перемещению рабочего органа станка независимо от его величины и направления.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Интерферометр для измерения перемещений, содержащий источник излучения, блок модуляции, выполненный в виде дифракционной решетки, установленной с возможностью вращения в плоскости, перпендикулярной оси пучка излучения, и разделяющий пучок излучения на два пучка, первый из которых имеет частоту излучения источника, а второй - частоту источника, уменьшенную на частоту модуляции, первый светоделитель, установленный по ходу первого пучка, уголковый отражатель, предназначенный для связи с объектом и установленный за первым светоделителем по ходу проходящего пучка, первый светосоединитель, установленный по ходу пучка по,сле уголкового отражателя, второй светоделитель, установленный по ходу второго пучка после блока модуляции и оптически связанный с первым светосоединителем, второй светосоединитель, установленный по ходу проходящего пучка после второго светоделителя и оптически связанный с первым светоделителем, два фотоприемника, каждый из которых установлен соответственно по ходу пучка после светосоединителя, и блок обработки сигналов, электрически связанный с обоими фотоприемниками, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых перемещений, он снабжен дву мя поляризационными светоделителями, первый из которых установлен по ходу второго из разделенных пучков после блока модуляции, а второй - по ходу пучка после первого светосоединителя, анализатором, установленным между вторым светосоединителем и соответствующим фотоприемником, двумя дополнительными уголковыми отражателями, установленными по одному соответственно в проходящем и отражен

   10 ном пучках после первого поляризационного светоделителя, третьим светосоединителем, входы которого оптически связаны с дополнительными уголковыми отражателями, а его выход связан с входом второго 15 светоделителя, и третьим фотоприемником, установленным по ходу отраженного пучка после второго поляризационного светоделителя и электрически связанным с блоком обработки сигналов.

   Составитель М.Минин Редактор А.Огар Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

   Заказ 3728 Тираж 492 Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

   113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101