SU890068A1 - Устройство дл измерени амплитуды периодической разности хода лучей винтерферометрах - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к оптикоинтерференционным средствам измерений и может быть использовано дл  измерени  периодических изменений физических .величин в оптически прозрачных . средах.

Известно устройство дл  измерени  амплитуды периодической разности хода лучей в интерферометре, предназначенном дл  измерени  звукового дав- ,0 лени  в жидкой среде, содержащее блок фотоприемников и измеритель гармонических смещений интерференционных полос l .

Недостатком известного устройства j  вл етс  низкий диапазон амплитуд измер емых колебаний, поскольку в нем измерение амплитуды разности хода лучей осуществл етс  путем анализа фототока первой гармоники от моду- 2о лированной исследуемым процессом интерференционной картины при ее смещени х в пределах одной интерференционной полосы.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  амплитуды периодической разности хода лучей, содержащее фотоприемник, подключенный к осциллографу и счетчику числа интерференционных полос, и блок управлени , в котором увеличение диапазона измерений достигаетс  использованием метода счета числа интерференционных полос за /Ц периода исследуемого п 5оцесса .

Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность измерений, обусловленна  погрешностью усреднени  результата счета полос за m периодов исследуемого процесса.

Цель изобретени  - увеличение точности измерений амплитуды периодической разности хода лумей.

Claims (2)

1. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее фотоприемник , подключенный к осциллографу и счетчику числа интерференционных полос, и блок управлени , дополнитель38 но введены светопровод с фотоприемником и счетчик периодов процесса, пои этом вход световода подключен к экран осциллографа в точке, лежащей на ос х симметрии синхронизированного изображени  сигнала интерферометра, а выход его фотоприемника подключен к счетчикам числа полос и периодов процесса и блоку управлени . Функциональна  схема интерференционного устройства изображена на чертеже . Устройство содержит лазер 1, свето делитель 2, зеркала 3, фотоприемник 7 модул тор 5i камеру 6 давлени , окна 7, вибратор 8, градуируемый преобоазователь 9 давлени , усилитель Ю мощности, генератор 11 сигналов, счет чик 12 периодов процесса, световод 13, дополнительный фотоприемник , счетчик 15 числа интерференционных полос, осциллографЪ,, генератор 17 пилообразного напр жени  и блок 1В упра влени . При этом камера 6 давлени  установлена в измерительном плече интерферометра , модул тор 5 с подключенным к нему генератором 17 установлены в его опорном плече, светопровод 13 подключен к экрану осциллографа в точке, ле кащей по ос м симметрии изображени  сигнала интерферометра, а выход фотоприемника Ik подключен к счетчикам 12 и 15 и блоку 18 управлени . Устройство работает следующим образом . Световой поток от лазера 1 попадает на светоделитель 2 и делитс  на два пучка, один из которых попадает на зеркало 3 в измерительном пле че, а другой - на зеркало 3, установленное в опорном плече интерферометра -Отраженные от зеркал 3 пучки интерферируют на светоделителе 2 и регистрируютс  фотоприемником k. Перед измерением с помощью преобразовател  5 в опорном плече интерферометра осуществл ют изменение разности хода по пилообразному зеркалу, а в камере 6 создают переменное давление с заданно амплитудой. Изменение разности хода лучей на участке пути между окнами 7 обусловленное звуковым давлением, создаваемым вибратором 8 с помощью усилител  10 мощности и генератора 1 приводит к периодическому смещению интерференционных полос на фотоприемнике 4, а приемник разности хода лучей за счет преобразовател  5 обе8 спечивает скатывание интерференционной каронны по пилообразному закону в точке ее наблюдени . Перед началом измерений устанавливают нулевые показани  счетчиков 12 и 15. При измерении амплитуды давлени , пропорциональной амплитуде разности хода в камере 6 от генератора 17 с блока 18 управлени  поступает сигнал пуска. При этом на экране осциллографа 16 фаза синхронизированного изображени  си гналас интерферометра начинает измен тьс  по пилообразному закону. В момент, когда изображение сигнала на осиллографе 16 пересекает световод 13 на фотоприемник Н Попадает сигнал, который вырабатывает на его выходе, импульс запуска счетчиков 12 и 15 и тактовый импульс в релейной схеме блока 18 управлени . Далее изображение сигнала с измен ющейс  фазой движетс  в обратном пор дке и занимает положение, при котором изображение сигнала второй раз пересакает точку контакта световода 13с экраном осциллографа 16. Возникающий при этом электрический импульс на выходе фотоприемника готовит релейную схему в блоке 18 управлени  к остановке счетчиков 12 и 15. В дальнейшем изображение сигнала занимает на экране осциллографа первоначальное положение, а фаза сигнала , после пуска счетчиков 12 и 15, измен етс  точно на ЗбО. В этот же момент электрический импульс с фотоприемника Н с помощью релейной схемы в блоке 18 управлени  вызывает команду Стоп счетчиков 12 и 15. При этом на табло счетчика 12 регистрируетс  число, равное m периодов процесса в камере 6, а на табло счетчика 15 число, равное N интерференционных полос, прошедших перед щелью фотоприемника k за врем  измерени , т.е. за те же m периодов, зарегистрирован-, ных счетчиком 12. Сброс сигналов со счетчиков 12 и 15 осуществл етс  командой с пульта 18 управлени . Результаты измерени  (значени  m и N) позвол ют вычислить амплитуду оптической разности хода лучей интерферометра д Епо формуле Амплитуда давлени  PQ вследствие того, что Р определ етс  выражением где К - коэффициент, численно равный приращению давлени  в камере 6, при тором интерференционна  картина смещаетс  на одну полосу. Таким образом, устройство позвол  ет повысить точность измерени  ампли туды разности хода лучей интерфероме ра не менее, чем на пор док по сравнению с известными устройствами. Устройство в значительной мере решает проблему точного счета дробных долей интерференционных полос дл  случа  изменени  оптической разности хода лучей интерферометра по периодическому закону. Оно может быт применено, кроме установок дл  измерени  пере,генного давлени , в образцовых вибростендах дл  измерени  амплитуды вибрации и других установках и устройствах, в которых измер ема  величина измен етс  по периодическому закону и  вл етс  функцией оптической разности хода лучей при интерференции. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  амплитуды периодической разности хода лучей в интерферометрах , содержащее фотоприемник, подключенный к осциллографу и счетчику числа интерференционных полос, и блок управлени , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  точности измерений, в него дополнительно введены светопровод с фотоприемником и счетчик периодов процесса, при этом вход светопровода , подключен к экрану осциллографа в точке, лежащей на ос х симметрии синхронизированного изображени  сигнала интерферометра, а выход его фотоприемника подключен к счетчикам числа полос и периодов процесса и 5локу управлени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР If 673838, кл.С 01 В 9/02, 08.08.75.
2. 2. Шумилин В. П., Авдеев Ф. Н. Преобразователь давлени , основанный на интерференциальном методе.- Труды метрологических институтов СССР, вып. 223(283), 1978, с. 86-90 (прототип ) .