Изобретение относитс к виброизмерй |; тельной технике и может быть испопьэо j вано .дп измерени пикейных перемещений диффузно отражающих объектов. Известно устройство дл бесконтактного измерени перемещений и вибраций объектов, содержащее источник монохроматического света, полупрозрачное зеркало , фокусирующий микроскоп, светофильтр , фотоэпектрический усилитель, усиг питель низкой частоты и осциллограф uj Недостаток устройства - ограниченный динамический диапазон измерений.. Наиболее близким к .предлагаемому по технической сущности вл етс yci ройство дл бесконтактного измерени перемещений и вибраций объектов, содертжашее последовательно уртановленные и оптически св занные источник монокрома тического света, полупрозрачное зеркало и фокусирующий микроскоп, два фотопр образовател , устаноеленные по обе стороны полупрозрачного зе экала по ходу отраженных от него лучей света, и бпрк вычитани электрических сигналам, входы которого подключены к выхода) фотопреобразователей l2J . Нецостаткрм указанного устройства вл етс ограниченный динамический диапазон измерений смещений и вибраций объектов, обусловленный до устимым смешением поверхности из фокальной йлоскос-та объектива фокусирующего микроскопа и выходом амплитуды измер емого смещени за пределы линейного участка характеристики аналогсюого пре образовани (зависимости интенснвност отра.женного от объекта пуча света от величины смещени объекта и фокальноной плоскости). Цель изобретени - расширение динамического диапазона измерений перемешевий объекта. Указанна цель достигаетс тем, чтр устройство дл бесконтактЕшго иамереав перемешений и вибраций объектов снабжено электромеханическим преобразоватепем , внутри которого закреплен 38 фокусирующий микроскоп, fl выход блока вычитани электрическкх сш-налов подклю чен к эпектромехакическому преобразова- тепю. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства дл бесконтактного измерени перемещиний и вибраний объектов; на фиг. 2 - зависимость интенсивности отра ) кенного от объекта пуча света от величины смещени объекта из фокальной плоскости, на фиг. 3 - характеристика электромеханического преобразоватеп . Устройство содержит последовательно установпенные и оптически св занные источник 1 монохроматического света, попупрозрачное эеркапо 2 и фокусирующий микроскоп 3, два фотопреобрааовател 4 и 5, установленные по обе сто роны полупроёрачного зеркала 2 по ходу отраженных от .него гучей света, и блок вычитани электрических сигнапов, вкоды которого подключены к выходам ф топреобразоват-елей 4 и 5, эпектромехан ческий преобразователь 7, внутри которого закреплен фокусирующий микрос коп 3, а выход блока .6 вычитани эпект . рических сигналов подключен к электромеханическому преоЬразова1-елю 7. Устройство дл бесконтактного измерени перемещений и вибраций работает следующим образом. Луч света источника 1 монохроматического излучени делитс полупрозрачны зеркалом 2 на два луча - отраженный и проход щий. Отраженный луч направл етс на первый фотопреобразователь 4. Проход щий луч фокусируетс фокусирующим микроскопом 3на поверхность исследуемого объекта. Отраженный объектом луч света направл етс полупрозрачным зеркалом 2 на второй фотопреобразователь 5. . Сигналы с выходов первого и второго .фотопреобразователей 4 и 5 поступают на блок 6 вычитани сигналов, на выходе которого возникает разностный сигнал , который подаетс на электромеханический преобразователь 7, осуплествл ющий перемещение фокусирующего микроскопа 3 в соответствии с этим сигналом . При неподвижном объекте на выходах фотопреобразователей 4 и 5 ш еетс электрический сигнал, который соответст вует собственному спектру источника 1 монохроматического света (лазерного иэпучени ) - собственный шум eix). В этот момент на выходе блок.з 6 вычи04 . тани сигналов величина раз1юстного ситнала равна нулю. При вибрации или смещении исследуемого объекта (показан на фиг. 1 волнистой линией) происходит модуп ии света, отраженного объектом луча, вследствие его расфокусировани и выходной сигнал второго фотопреобразовател 5 равен сумме двух сигналов сигналу , соответствующему собственным шумам источника 1 и сигналу, модулированному объектом, в то врем , как на выходе первого фотопреобразовател 4 имеетс сигнал, соответствующий только собственным шумаь- источника 1. Блок вь чктани сигналов С производит вычитание ст палов, полученных с первого и второго фотопреобразовател 4 II 5, вследствие чего на ьыходе бпокб выч 1тани 1-п геетс топьки стггноп, соответствующий амплитуде смешени объекта . Элeктpo exai Irч,есккй просбразоватег/ь 7 смещает фокусируюпИй микгюскоп 3 в соответствии с этим сигналом до попадани объекта в фокальную плоскость. Следов 1тельно, электрокеханическкй преобразователь позвол ет стабилизировать положение фокуса фокускрукчиего микрсх:копа 3 на иccпeлyeмo и объекте Зй счет его автоктатическстч: скеи;ени синхронно с . объекте., т.е. поддсржквает рабсиую течку С на середине линейного участка .АВ характеристики завИС1Л-;ости I -f ( cf ) аналогового преобразовател (ф1П. 2). Получаемый электрргческкй сигнал, пррпорг.кональный c eщeншo объекта, снтгмаетс с вых.с-.с.а. блока вычитани . Крива С завис1тмсюти J ( ) определ ет закон изменени интенст-шности отраженного от объекта луча света от величины смеБденигг сГ- обт.екта но фокальной плоскости. Крива5с Э характеризует закон изменени амплитуд, колебани исследуемого объекта. Эти исзменени могут превышать линейный участок А& аналогового преобразовани на любую величину .Крива & соответствует сигналу, подаваемому на электромеханический преобразователь, который осуществл ет смещение фок -спруюоего микроскопа 3 синфазно с объекта . Благодар этому рабоча .точка все врем находитс в О, т.е. на середине линейного участка ЛЬ , мозгавиcjiMo от велотины смгац ни объекта. Необходимым усг. п-ч иормаль- пей работы устройства 5 л етс требова-
кие линейности эпекаромехаЕшческой характер1ютики d f ( i. ) эпектромеханического преобразовател 7 (фиг .3), так как она определ ет амплитудный диапазон преобразовани смещеви объец- та в электрический сигнал.
гф;{)ективность предлагаемого устройства обусловлена тем, что величина элекррического напр жени , необходима дл устранени расфокусировки, вызываемой смещением исследуемого объекта, вл е-рс мерой и характеристикой этого смешени , А так как рабоча точка не выходит за пределы линейного участка за-г висимоста сЯ-), достигаетс расишрение динамического диапазона измерений .
1