SU1652809A1 - Устройство дл измерени линейных перемещений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  бесконтактного контрол  размерных параметров деталей Цель изобретени  расширение функциональных возможностей за счет измерени  положа ,и  неподь - ti объектов Светоделитель иьте )ферс.. направл ет пучок нулевого пор дка ли ()рг) ции и любого другого сформировании дифракционной решеткой уста ювлеи о-. между системой формировани  гомоцен. рического пучка и интерферометром соот ветственно. на опорный отражатель и на объект. Выполненный в виде дифракцион ной структуры с периодом равным (ьэгу дифракционной решетки, модул тор заставл ет каждый из пучков вторично дифрэгиро вать с образованием новой совокупнрстi пучков, мен   при этом фазу волны в пучках ненулевого пор дка дифракции с частотой гетеродинировани  По результатам знали за разности фаз в амплитудг выходного CHI нала суд т о перемещении 1 ил

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, предназначено дл  измерени  положени  обьекта относительно измерительных фаз и может быть использовано дл  бесконтактного контрол  размерных параметров деталей.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет измерени  положени  неподвижных объектов

На чертеже изображена схема устройства .

Устройство дл  измерени  линейных перемещений содержит источник когерентного излучени  - лазерный излучатель 1, оптическую систему 2 формировани  гомоцентрического пучка, например плоскопараллельного пучка интерферомг г, содг,. жащий светоделитель 4, опорный OILHVO тель 5 и объектив б, у ст мтвленные соответственно в опорном и изм ритеп ном плечах На выходе интерферометра 3 поспе- довательно установлены фотопреобразова тель 7 не менее чем из двул фотоприемников, размещенных в области формировани  интерференционной картины , ориентированный так что чувствительна  площадка одного из фотоприемникоь расположена на оси совмещенных плеч интерферометра , фазоачализатор 8 и блок 9 регистрации Между оптической системой 2 и интерферометром 3 установлена дифракционна  решетка 10 ориентированна  та

| -чет

ел

ким образом, что направление раопростра нени  нулевого пор дка дифракции совмес- но с осью опорного плеча интерферометра 3, а любого другого с осью измерительного плеча, котора  совпадает с осью совмеиюн ных плеч интерферометра 3 Между ингер ферометром 3 и фотопреобразоватепем 7 размещен модул тор 11, выполнгчный н де дифракционной структуры с периодом равным шагу дифракционной реп етки 10 и установленный в плоскости пересечени  осей плеч интерферометра 3 перпендику л рно оси опорного ппеча Положение объекта 12 определ ет структуру интерференционной картины

Устройство работает следующим обра зом.

Пучок света от лазерного получател  I формируетс  оптической системой 2 в плс скопараллельный пучок, которми . через неподвижную дифракциг,. роше у 10 и расщепл етс  на несколь: ч IKOR с ми, соответствующими напр г,/)рни  дифракционных максимумов ОПоазовав шиес  пучки подаютс  в интерферометр 3 светоделитель 4 которого направл ет пуо% нулевого пор дка дифракции на опорным отражатель 5, а пучок (пучки) любого другого пор дка дифракции - через объектив 6 на объект 12. Так формируютс  опорное и  .мерительное плечи интерферометра 1

В обратном ходе пучки oipa/кенпые о отражател  5 и объекта 12, вторично д т светоотделитель 4 и совмещаютс  /ipyi с другом под теми же углами что и рос.г дифракции на неподвижной penjuJKf- ID Модул тор 11 с дифракционной i. труктурти выполненный, например в зид л ч кущго с  дифракицонной решетки и помещении в плоскости пересечени  onopt o и измерь тельной осей интерферометра с одной сто роны заставл ет каждый из пучков вторично дифрагировать с образованием новой сово купности пучков а с другой мен ет фаз волны в пучках ненулевого пор дка дифра - ции с частотой (частотой гетеродинирова ни ), пропорциональной скорости движени  дифракционной структуры попе рек направлени  падающего луча Период этой структуры выбираетс  равным шагу не подвижной дифракционной решетки 10 из за чего пучки, образовавшиес  в ре зультате вторичной дифракции, имеют те же направлени  распространение что и после первичной дифракции на решетке 10. Поэтому за модул тором 1 1 вдоль опорной оси интерферометра 3 со вмещаютс  нулевой пор док опорного пус ка и 1-й пор док измерительного пучка а вдоль измерительной оси интерферометра

3 совмещаютс  нулепои пор док измори тельного пучка и и пор док дифракции опорного пучка Это обеспечивает автома гическое совмещение опорного и измери

тельного пучков под нулевым углом на выходе модул тора 11 что необходимо дл  реализации принципа действи  устройства прототипа, и непрерывную модул цию ин герференционной картины даже при

0 неподвижном объекте 12

Дл  правильной работы фотопреобразовател  7 пространственна  структура модул тора 11 не должна искажать сферический волновой фронт измерительЬ кого пучка Поэтому фотопреобразователь 7, расположенный за модул тором 11, ориентирован по оси измерительного плеча интерферометра 3 В направлении этой оси  вл ющейс  осью нулевого пор дка диф ) ракции измерительного пучка фронт измерительной полни проходит дифракционную структуру но искажа сь

Плоский волновой фронт дифрагировавшего опорного пучка, совмеща сь с не . искаженным сферическим фронтом недифрзгиров пшего измерительного пучка образует на в/оде фотопреобразовател  7 кольцевую интерференционную картину с радиальным движением колец при работе

0 модул тора 11 Фотопреобразователь 7 преобразует изменившеес  распределение освещенности этой картины в два перемен- ньь электрических сигнала с частотой, равной дл  неподвижного объекта частоте гетеродинировани  дл  движущегос  обь- ектг час тоге гегеродинировани  с частотной допплеровскои добавкой, и разностью фаз пропорциональной положению объекта 12 очное ительно точки фокусировани  из- i мерительного пучка, принимаемой за базовую гочку отсчета в пространстве объекта 12 Зги сигналы подаютс  на фазонали- THi ip С преобразующий разность фаз в - милиiуд/ нылодного сигнала котора  ре - псг(.,ч,руетги блоком рлчисграции 9

Ф ор му па изобретени  Устройств дл  измерени  линейных перемещений содгфжащее последовательi; о усганосленпые источник когерентного л 1 л учени  оптическую систему формировани  гомо,;о .-прического пучка интерферометр включающий отражатель и объектив установленные соответственно в опорном и

Г1 измерительном плечах и последовательно подключенные фотопреобразователь не менее чем из двух фотогцн емникор установленных в пб ктиформированич инте 1 -рснционноикарти- iiti и i )иппироелнг1ы 1,эк что чувствительна  in , иэдк  одного из Фотоприемников рас

положена на оси совмещенных плеч иитер Ферометра, фазоанализатор и блок регист рации, отличающеес  тем, что с целью расширени  функциональных возможно СГР 1 за счет измерени  положени  неподвижных объектов, оно с native но дифракционной решеткой, установленной между системой формировани  гомощчг рического пучка и интерферометром, ориентированна  так, что направление ( зстространени  нулевого пор дка дифракции Г ОСЬЮ ОПОрНО О Плен НИ

тгрферометра,   любого другого с огкмУ измерительного плеча котора  совпадает с осью совмещенных плеч интерферометра и

модул тором, установленным в плоскости пересечени  осей плеч интегфер -гтра .грнендикул рно оси опорного п , ч,- и сы- nonnefSHbiM в виде дифракционьоГ структуры с периодом, pasfib f. шагу

дифракционной решетки

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее последовательно установленные источник когерентного излучения, оптическую систему формирования гомоцентрического пучка, интерферометр, включающий отражатель и объектив, установленные соответственно в опорном и измерительном плечах, и последовательно подключенные фотопреобразователь не менее чем из двух фотоприемников, установленных в области формирования интерференционной картины и ориентированных так. что чувствительная площадка одного из фотоприемников рас положена на оси совмещенных плеч интерферометра, фазоанализатор и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения положения непод- 5 вижных объектов, оно ' снабжено дифракционной решеткой, установленной между системой формирования гомоцентрического пучка и интерферометром, ориентированная так, что направление 10 растространения нулевого порядка дифрак ции совмещено с осью опорного плеча интерферометра, а любого другого - с осью' измерительного плеча, которая совпадает с осью совмещенных плеч интерферометра, и модулятором, установленным в плоскости пересечения осей плеч интерферометра перпендикулярно оси опорного плеча и выполненным в виде дифракционной структуры с периодом, равным шагу дифракционной решетки.