SU767508A1

SU767508A1 - Interference comparator for measuring plane-parallel rod gage

Info

Publication number: SU767508A1
Application number: SU752158720A
Authority: SU
Inventors: Юрий Павлович Ефремов; Виктор Данилович Свердличенко
Original assignee: Предприятие П/Я А-1742
Priority date: 1975-07-23
Filing date: 1975-07-23
Publication date: 1980-09-30

Description

(54)ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ КОМПАРАТОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КОНЦЕВЫХ МЕР ДЛИНЫ(54) INTERFERENTIAL COMPARATOR FOR MEASURING PLANE-PARALLEL END LENGTH MEASURES

1one

Изобретение относитс к контроль но-измерительной технике, а именно к конструкции интерференционных компараторов дл измерени плоскопараллельных концевых мер длийы..The invention relates to the control of measuring equipment, in particular, to the design of interference comparators for measuring plane-parallel end measures of length.

Известен интерференционный компаратор дл измерени плоскопараллельных концевых мер длины, содержащий интерферометр Кестёрса, обрайованный ИСТОЧНИКОМ света, в спектре которого содержитс несколько линий, осветитель с моНохроматором, светоделительную пластину с компенсатором , плоскую пластину, притираемую к провер емой концеарй , референтное, плоское зеркало и. наблюдательную систему t±l .An interferometric comparator for measuring plane-parallel end length measures, containing a Kesters interferometer, surrounded by a SOURCE of light, the spectrum of which contains several lines, a monochromator illuminator, a compensator beam-splitting plate, a flat plate that is rubbed to the endpoint, is referential, and a reference plate is used. observational system t ± l.

Недостатком этого компаратора вл етс невысока точность измерений , вызванна визуальным способом отсчитывани пор дка интерференции полос.The disadvantage of this comparator is the low measurement accuracy caused by the visual method of counting the order of interference of the bands.

Известен также интерференционный компаратор дл измерени плоскопараллельных концевых мер длины, содержащий двухлучевой интерферометр типа Кестёрса, имеющий рабочую и опорную ветви, пьезокерамический модул тор, установленный в опорной ветви интерферометра, установленные последовательно по ходу проинтерферировавших лучей интерферометра проекционый объектив, разделительную д;иафрагму с окнами, ходную щелевую диафрагму, фотоприемник и электронный йнтерйол тор выход которого св зан с пьезокерамическим модул тором .Also known is an interference comparator for measuring plane-parallel terminal measures of length, containing a two-beam Kesters-type interferometer, having a working and reference branches, a piezoceramic modulator installed in the reference branch of the interferometer, mounted in series along the interferometer beams of the interferometer, a projection lens, a separation lens; a slit diaphragm, a photodetector, and an electronic injectolator whose output is connected to a piezoceramic modulator.

Недостаток этой конструкции соо .10 тоит в сравнительно низкой точности измерений, обусловленной тем, что измерение дробных частей пор дка интерференции дл каждой длины волны производитс дважды, так как исполь15 зуетс только одни выходное поле зрени интерферометра. ,The disadvantage of this design is that the comparatively low accuracy of the measurements is due to the fact that the measurement of the fractional parts of the interference order for each wavelength is performed twice, since only one output field of the interferometer is used. ,

Цель изобретени - повьадение точ-ности измерений. .The purpose of the invention is to show the accuracy of the measurements. .

Поставленна цель достигаетс The goal is achieved

20 тем, что известный компаратор снабжен разделительным отражателем, дел щим поле зрени интерферометра на два, размещенным за выходной щелевой диафрагмой перед фотоприемником,20 in that the known comparator is equipped with a separating reflector, which divides the field of view of the interferometer by two, located behind the output slit diaphragm in front of the photoreceiver,

25 установленным в одном из полей зрени , дополнительным фотоприемником, установленным во втором поле зрени , блоком автоматического наведени на интерференционную полосу, вход которого соединен с выходом дополнительнбго фотоприемника, а выход св эан с пьезокерамическим модул тором и окна разделительной диафрагмы расположены на одном уровне. На фиг. 1 изображена структурна схема предлагаемого компаратора на фиг. 2 - вид А на фиг. 1. Интерференционный компаратор дл измерени плоскопараллельных концевых мер длины содержит двухлучевой интерферометр типа Кестерса, имеющий рабочую и опорную ветви и включающий эталонн то лампу 1, в, спектре которой содержитс несколько линий, осветитель-монохроматор 2, создающий пучки параллельных светоДелительную пластину с компенсатором 3, плоскую пластину 4, притираемую к измер емой концевой мере 5, относительное зеркало б, пьезокерамйЧёский модул тор 7, установлен ный в опорной ветви, устанОйлен1ные последовательно по ходу проин терфёри рШавшйЙ лучей интерферомет а проек .ционный объектив 8, разделительную диафрагму 9 с окнами, выходную laeлевую диафрагму 10. Кроме того; компарйтор содержит разделительный отраасатель 11, дел щий поле зре|нй интерферометра на два, фотоприемник 12, установленный в одном ; поле зрени , дополнительный фотоприемник 13, установленный во второ поле зрени интерферометра, электро ный ййтёрпол тор 14 , генератор 15. опорного напр жени , блок 16 автома ческого найедени на интерференцион ную полосу, вход которого соединен с вьпсрйо дополнительного фотоприем ка вЩЬд через смеситель 17 св зан с йЬеэокерамическим модул тором 7, поворотные зеркала 18, 19. Окйа- Разделительной диафрагмы 9 рас пЙйШеМйГ на одном уровйё, п:Ьйчём е нёё бкнь имеет ширину примерно рав ,Hyto ширине щели диафрагмы 10, а крайние окна значительно шире, но расположены так, чтобы в щель диафр мы10 й1Язецировалась интерферей1сдаон на кйртцна только от пластины 4. ЙзМеЕ ейи .длинц меры s любой точ ке Нройзвод тс методом совпадени дробных долей пор дка интерферен Цйй . - . ,. ,..-;-.. .- Компаратор работает следующим Образом. Пластина 4 с притёртой,к ней мерой 5 устанавливаетс на столик интерферометра с необХодимьм углом клина и таким образом, чтобы центр , ее отабодной измерительной поверхности проецировалс в центр щели диафрагмы 10. Световой поток, отраженный поверхностью меры 5 и центро зеркала €, проходит насквозь через : центральную часть отражател 11, а светрвйе пучки, отраженные пластийо 4, о1 рё1жаютс от краев разделительн |го отражател 11 и попадают на фотр приемник 12, электрически св занный с интерпол тором 14. Световой поток, прошедший сквозь отверстие в раздели-, тельном отражателе, попадает на дополни ельный фЬтоприемник 13, выход которого соединен со входом блока 16 автоматического наведени на интерференционную полосу. При подаче на вход фотоприемника 13 модулированного светового потока от интерференционной картины, на его выходе возникает переменное напр жение , амплитуда первой гармоники которого пропорциональна отклонению экстремума освещенности пол интерференции , а фаза - направлению этого смещени . Блок 16 автоматического наведени вырабатывает напр жение ошибки, пропорциональное амплитуде и фазе первой гармоники частоты модул ции. Это напр жение через смеситель 17 подаетс на модул тор 7. Модул тор 7 измен ет свой размер, перемещает зеркало 6 и измен ет разность хода в интерферометре таким образом чтобы экстремум освещенности интерференционного пол переместилс в центр верхней измерительной поверхности. Наведение на зкстремум осуществл етс в приведении к оптической .разности хода, с погрешностью 10 доли пор дка интерференции. Синхронно с разностью хода на мере мен етс и разность ходана пластине. Интерференционные полосы на пластине, расположенные параллельно щеЛи диафрагмы 10, смещены относительно полос на. поверхносзти меры 5, смещение измер ют интерпол тором 14. Эти показани соответствуют разности дробных частей между поверхност ми меры 5 и пластинц 4. Эту операцию повтор ют дл всех длин волн лампы 1, а затем, после введени соответствующих попразвок, наход т точный размер меры . . Дл изМе)рени отклонени от плоскопараллельности измер ют разности дробных частей пор дка интерференции не только в центре меры, но и в других точках ее поверхности, использу дл этого поворотные зеркала 18, 19. Таким образом, введение в конструкцию компаратора разделительного отражател , а также дополнительного фотоприёмника и блока автоматическо го наведени на интерференционную полосу, позволило отказатьс от двойного измерени дробной части пор дка интерференции и нахождени их разности аналитическим путем, при этом повысилась точность.измерений и улучшились услови эксплуатации Ьрибора. Р25 installed in one of the fields of view, an additional photodetector installed in the second field of view, an automatic pointing unit at the interference band, the input of which is connected to the output of the additional photoreceiver, and the output of the transducer with a piezoceramic modulator and the separation diaphragm window are located on the same level. FIG. 1 shows the structural scheme of the proposed comparator in FIG. 2 is a view A of FIG. 1. An interference comparator for measuring plane-parallel end gauges contains a Kersters-type two-beam interferometer having a working and reference branch and including a reference lamp 1, the spectrum of which contains several lines, a monochromator illuminator 2, which creates beams parallel to the light Dividing plate with compensator 3, a flat plate 4, which is to be fixed to the measured end measure 5, a relative mirror b, a piezoelectric plug, a Cheth modulator 7, installed in the supporting branch, are installed successively in the direction of n terfori rShavshyY ray interferometry .tsionny a projection lens 8, a diaphragm 9 separating with windows laelevuyu outlet aperture 10. Additionally; the compiler contains a separator diffuser 11, which divides the field of the average interferometer into two, a photodetector 12 installed in one; field of view, additional photodetector 13, installed in the second field of view of the interferometer, electric yuterpolator 14, generator 15. of the reference voltage, block 16 of automatic finding on the interference band, the input of which is connected to the additional photoreceiver via the mixer 17 It is equipped with a 7euroceramic modulator 7, swiveling mirrors 18, 19. Okay - Separating diaphragm 9 races of the same level, n: It has a width of approximately equal, Hyto the width of the aperture slit 10, and the outer windows are much wider, but They are positioned so that the interphase of the probe can only be seen from the plate 4 in the gap of the diaphragm. There are no lengths of the measure s at any point of the unit using the method of coinciding fractional fractions of the order of the interference. -. , , ..-; - ... .- The comparator works as follows. A plate 4 with a ground one, to it measure 5, is placed on the interferometer table with the necessary wedge angle and so that the center of its free measuring surface is projected into the center of the aperture 10. The light flux reflected by the surface of the measure 5 and the center of the mirror passes through : the central part of the reflector 11, and the light beams reflected by the plastic 4, o1 are from the edges of the separating reflector 11 and enter the fotr receiver 12 electrically connected to the interpolator 14. The light flux transmitted through the aperture e in a separating, Tel'nykh reflector falls on additional Yelnia ftopriemnik 13, whose output is connected to the input unit 16 automatic guidance on the interference band. When a modulated light flux from the interference pattern is fed to the photoreceiver 13, an alternating voltage arises at its output, the amplitude of the first harmonic of which is proportional to the deviation of the extremum of the illumination of the interference field, and the phase to the direction of this shift. The automatic hover unit 16 generates an error voltage proportional to the amplitude and phase of the first harmonic of the modulation frequency. This voltage is fed through the mixer 17 to the modulator 7. The modulator 7 changes its size, moves the mirror 6 and changes the path difference in the interferometer so that the extremesum of the illumination of the interference field is moved to the center of the upper measuring surface. Pointing to extremes is carried out in conversion to an optical path difference, with an error of 10 fractions of the order of interference. In synchronization with the stroke difference, the plate difference also changes to measure. The interference fringes on the plate, which are located parallel to the slits of the diaphragm 10, are offset from the fringes by. overlapping measures 5, the offset is measured by an interpolator 14. These readings correspond to the difference of the fractional parts between the surfaces of measure 5 and the plates 4. This operation is repeated for all the wavelengths of lamp 1, and then, after the introduction of the corresponding breaks, find the exact size of the measure . . For the sake of flatness deviation, the differences of the fractional parts of the interference order are measured not only in the center of the measure, but also in other points of its surface, using for this purpose rotary mirrors 18, 19. Thus, the introduction of a separator in the comparator design, as well as an additional photoreceiver and an automatic pointing unit on the interference band allowed us to reject the double measurement of the fractional part of the order of interference and finding their difference analytically, while increasing accuracy of measurements and improved conditions of operation of the fribor. R

Claims

Invention Formula

Interference comparator for measuring plane-parallel terminal measures of length, containing a two-beam Koersters interferometer having a working and supporting branches, a piezoceramic modulator installed in the reference leg of the interferometer, installed successively along the interferometer rays of the interferometer, a projection: a lens, a | , a photodetector and an electronic unterpolor, the output of which is associated with a piezoceramic modulator, indicated by the fact that To improve measurement accuracy, it is equipped with a separating reflector, dividing the field of view of the interferometer into two, placed behind the output slit diaphragm in front of the photoreceiver installed in one of the field of view, an additional photoreceiver installed in the second field, an automatic pointing unit on the interference band, input which is connected to the output of the additional photodetector, and the output is connected with the piezocergery modulator, and the separation diaphragm windows are located at the same level. .

Sources of information taken into account in the examination 5 1, Zakharyevsky A.I. Interferometers. M., SH5ORONGIZ, 1955, p. 187195.

2. Copyright witness; | Soviet Union 1 382917, cl. G 01 B 9/02, 1972.

jo f,. 1 --- H - - - --1

.. --- and, ...

Phi l