SU281829A1 - Фотоэлектрический интерферометр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к оптическим прецизионным измерительным приборам дл  измерени  длины, а именно к фотоэлектрическим интерферометрам дл  измерени  линейных перемещений подвижных органов станков.

Известен фотоэлектрический интерферометр , содерл ащий монохроматический источник света, например лазер, оптическую систему дл  расширени  светового потока, разделительную пластину, дел щую световой поток па два пучка, призму полного внутреннего отражени , закрепл емую на подвилшом органе станка и отражающую один из световых пучков , полупрозрачное зеркало, собирающее оба световых пучка, модул тор, фотоприемник с щелевой диафрагмой, преобразующей поле интерференции световых пучков в электрический сигнал, электронный усилитель сигнала с фотоприемника и устройство цифровой индикации измер емых перемещений.

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  создание условий дл  автоматизации и повыщени  точности измерени . Это достигаетс  тем, что модул тор выполнен в виде прозрачного тела, например кварца с плоскопараллельными гран ми, и установлен по ходу одного из пучков света между разделительной пластиной и полупрозрачным зеркалом. Интерферометр снабжен электронным генератором стабильной частоты, возбуждающим в

модул торе бегущую ультразвуковую волну, линзой, установленной за полупрозрачным зеркалом и в фокальной плоскости которой размещена щелева  диафрагма фотоприемника , цифровым фазометром, на котором сигнал с фотоприемника сравниваетс  по фазе с сигналом электронного генератора ультразвуковой волны, и реверсивным счетчиком целого числа фазовых циклов, соответствующих сдвигу фаз между сравниваемыми сигналами.

Дл  повыщени  помехоустойчивости интерферометра выход фотоприемника может быть присоединен к резонансному электронному усилителю, настроенному на частоту ультразвуковой волны в модул торе, а щелева  диафрагма фотоприемипка может быть расположена в месте максимума первого пор дка картины дифракции света на ультразвуковой волне.

Иа чертенке изображена схема описываемого фотоэлектрического интерферометра.

Иптерферометр содерл ит монохроматический источник света, например в виде лазера /, оптическую систему 2 дл  расщирени  светового потока, разделительную пластину 3, дел щую световой поток на два пучка, призму 4 полного внутреннего отрал ени , закрепл емую на подвижном органе станка и отражающую один из пучков, полупрозрачное зермодул тор 6, фотоприемник 7 с щелевой диафрагмой §;: электронный усилитель сигнала 9 с фотоприемника и устройство 10 цифровой индикации измер емых перемещений.

Модул тор 6 Быцолиен в виде прозрачного тела, например кварца с плоскопараллельными гран ми, и установлен по ходу одного пучков света между пластиной 3 и зеркалом 5. Электронный генератор стабильной частоты // возбулсдает в модул торе 6 бегущую ультразвуковую волну. Линза 12 установлена за зеркалом 5, и в ее фокальной плоскости размещена щелева  диафрагма. Реверсивный счетчик 13 считает целое число фазовых циклов , соответствующих сдвигу фаз между сравниваемыми сигналами.

Выход фотоприемника может быть присоединен с резонансному электронному усилителю сигнала, настроенному на частоту ультразвуковой волны в модул торе. Щелева  диафрагма фотоприемника может быть расположена в месте максимума первого пор дка картины дифракции света на ультразвуковой волне.

Интерферометр работает следующим образом .

Параллельный монохроматический световой пучок раздел етс  в пластине 3 на два пучка: сигнальный и опорный. Оба пучка соедин ютс  за зеркалом и интерферируют в фокальной плоскости объектива (линзы) 12. Сигнальный пучок не претерпевает никаких изменений за исключением набега фазы, мен ющегос  при перемещении призмы 4. Плоска  светова  волна опорного нучка в результате дифракции на бегущей ультразвуковой волне модулируетс  по частоте сложным образом и имеет сложный спектр.

Пространственное разделение различных составл ющих этого спектра проходит в фокальной плоскости линзы 12. Составл ющие спектра с различными частотами дифрагируют под разными углами к оптической оси. Фотоприемник воспринимает поле интерференции этого максимума опорного пучка с сигнальным пучком. Следствием этого напр жение на фотоприемнике  вл етс  синусоидальным и сигнал с него принимаетс  усилителем. Далее сигналы с усилител  п с генератора

сравниваютс  по фазе. Разность фаз измер етс  на цифровом фазометре и счетчике 13 целых фазовых циклов.

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Фотоэлектрический интерферометр дл  измерени  линейных перемещений подвижных органов станков, содержащий монохроматический источник света, например лазер, оптическую систему дл  расщиреии  светового потока , разделительную пластину, дел щую световой поток на два пучка, призму полного внутреннего отражени , закрепл емую на подвижном органе станка и отражающую

один из световых пучков, полупрозрачиое зеркало , собирающее оба световых пучка, модул тор , фотоприемник с щелевой диафрагмой, преобразующий поле иитерференцип световых пучков в электрический сигнал, электронный

усилитель сигнала с фотоприемника и устройство цифровой индикации измер емых пере;мещений , отличающийс  тем, что, с целью автоматизации и повыщени  точности измерени , модул тор выполнен в виде прозрачного

тела, например кварца с плоскопараллельными гран ми, и установлен по ходу одного из пучков света между разделительной пластиной и полупрозрачным зеркалом, а интерферометр снабжен электронным генератором

стабильной частоты, возбуждающим в модул торе бегущую ультразвуковую волну, линзой , установленной за полупрозрачным зеркалол; и в фокальной плоскости которой размещена щелева  диафрагма фотоприемника,

цифровым фазометром, на котором сигнал с фотогриемиика сравниваетс  по фазе с сигнало: , электронного генератора ультразвуковой Еолны, и реверсивным счетчиком целого числа фазовых циклов, соответствующих сдвигу фаз между сравниваемыми сигналами.

2.Фотоэлектрический интерферометр по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  помехоустойчивости, выход фотоириемника присоединен к резонансному электронному усилителю, настроенному на частоту ультразвуковой волны в модул торе, а щелева  диафрагма фотоприемника расположена в месте максимума первого пор дка картины дифракции света на ультразвуковой волне.