SU972210A1 - Устройство дл автоматического измерени сдвига ахроматической полосы в интерферометрах - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ СДВИГА АХРОМАТИЧЕСКОЙ ПОЛОСЫ В ИНТЕРФЕРОМЕТРАХ

1

Изобретение относитс  к оптико-интерференционным устройства.М и может быть использовано дл  и :лерений длин, толщин, малых перемещений, профил  поверхности и оптических свойств прозрачных сред.

Известны фотоэлектрические интерферометры , содержащие оптический интерферометр , фотоприемпое устройство на выходе интерферометра и подключенный к нему селектор максимального уровн  сигнала. В этих устройствах измерени  производ тс  по временному положению максимума фотоэлектрического сигнала 1.

Однако в указанных устройствах результаты измерений оказываютс  критичными к положению системы полос в поле наблюдени , посто нству юстировки и флуктуаци м амплитуды фотоэлектрического сигнала, что Не позвол ет автоматизировать процесс измерений и получить точность выще, чем при визуальных изл ерени х.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  автоматического измерени  сдвига ахроматической полосы в интерферометрах, содержащее фотоэлектрический преобразователь интерференционной картины и цифровой процессор, св занный с генератором синхронизирующих сигналов, а также блок формировани  информативных сигналов, компаратор максимального уровн , подключенный между выходом преобразовател  и

5 входом процессора 2.

К недостаткам данного устройства можно отнести критичность результатов измерений к флуктуаци м амплитуды фотоэлектрического сигнала, что ведет к понижению

Q точности и надежности измерений.

Цель изобретени  - повыщение точности и надежности измерений сдвига интерференционных полос.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  автоматического измерени 

15 сдвига ахроматической полосы в интерферометрах , содержащем фотоэлектрический преобразователь интерференционной картины и цифровой процессор, св занные с генератором синхронизирующих сигналов, а также

Claims (2)

1. 2Q блок формировани  информативных сигналов , содержащий компаратор максимального уровн , подключенный между выходо.м преобразовател  и входом процессора, в блок формировани  информативных сигналов введены компаратор нулевого уровн . схема совпадений, счетчик импульсов и формирователь , а цифровой процессор выполнен с двум  дополнительными входами, при этом генератор синхронизирующих сигналов подключен к первому входу цифрового процессора через формирователь, компараторы и схема совпадений соединены по схеме дифференциального дискриминатора так, что вход его подключен к выходу преобразовател  интерференционной картины, а выход - к второму входу цифрового процессора, причем выход компаратора нулевого уровн  непосредственно и выход компаратора максимального уровн  через счетчик импульсов подключены к двум дополнительным входам процессора. На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого устройства. Устройство выполнено в виде трех блоков: фотоэлектрического преобразовател  1 интерференционной картины с фотоприемником 2 на выходе, блока 3 формировани  информативных сигналов и цифрового процессора 4. Опорное зеркало 5 интерферометра преобразовател  выполнено перемещающимс . С этой целью оно закреплено на модул торе 6, который приводитс  в движение генератором 7 синхронизирующих сигналов, на выходе которого формируетс  пилообразное напр жение. В блок 3 формировани  информативных сигналов вход т компаратор 8 максимального уровн  сигналов, компаратор 9 нулевого уровн , схема 10 совпадений, счетчик 11 импульсов и формирователь 12. Цифровой процессор 4 содержит блок 13 коммутации, генератор 14 тактовых импульсов , делитель 15 частоты на два, ключи 16 и 17, реверсивный счетчик Г8 и выходное устройство 19. Устройство работает следующим образом . Генератор 7 синхронизирующих сигналов приводит в возвратно-поступательное движение модул тор 6 и, вместе с ним опорное зеркало 5. В каждом такте модул ции фотоприемник 2 регистрирует переменный электрический сигнал, отражающий движение интерференционной картины в плоскости фотоприемника . Переменный электрический сигнал направл етс  на входы компаратора 8 максимального уровн  и компаратора 9 нулевого уровн . Компаратор 9 нулевого уровн  срабатывает по нул м переменного сигнала и на каждой его полуволне формирует пр моугольный импульс. Пр моугольные импульсы с компаратора 9 поступают в цифровой процессор 4 на входе блока 13 коммутации . От переднего фронта каждого импульса компаратора 9 блок коммутации открывает ключ 16 и импульсы тактового генератора 14 через делитель 15 частоты на два поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 18. Задний фронт импульса компаратора 9 через блок 13 коммутации закрывает ключ 16 и обнул ет число, записанное в реверсивном счетчике 18. Таким образом, в счетчике 18 в масщтабе времени , задаваемом частотой тактового генератора 14, оказываютс  последовательно записанными половины длительностей полуволн переменного сигнала. Прохождению через фотоприемник 2 ахроматической полосы соответствует максимум амплитуды переменного сигнала. При этом срабатывает селектор 8 максимального уровн  и формирует короткий пр моугольный импульс. Выходы компараторов 8 и 9 подключены к входам схемы 10 совпадений, поэтому при прохождении ахроматической полосы, когда импульсы компаратора 9 и селектора 8 совпадают во времени, схема 10 совпадений вырабатывает сигнал, который приходит на блок 13 коммутации. В этом случае блок 13 коммутации отмен ет обнуление реверсивного счетчика 18 задним фронтом импульса компаратора 9. После фиксации в блоке коммутации заднего фронта импульса компаратора 9, совпадающего во времени с импульсом компаратора 8, блок. 13 коммутации закрывает ключ 16, открывает ключ 17 и импульсы тактового генератора 14 поступают на вход реверсивного счетчика 18, мину  делитель 15 частоты, Запись в счетчик 18 длитс  до тех пор, пока напр жение генератора 7 не достигнет максимума (или нул ). В этот момент формирователь 12, подключенный к выходу генератора 7 синхронизирующих сигналов, формирует короткий импульс - опорный сигнал, который, приход  на блок коммутации, прекращает запись в реверсивный счетчик 18. К моменту формировани  опорного сигнала в счетчике 18 оказываетс  записанным число, равное сумме половины длительности полуволны , соответствующей ахроматической полосе , и промежутку времени от нее до опорного сигнала. Это число соответствует точному временному положению центра ахроматической полосы относительно опорного сигнала и не зависит от флуктуации интенсивности переменного сигнала, так как оба слагаемых могут мен тьс  лишь так, чтобы их. сумма не мен лась. Однако при сильных флуктуаци х сигнала компаратор 8 может срабатывать не от ахроматической полосы, а от соседних с ней полос. В этом случае в каждом акте модул ции компаратор 8 сформирует несколько импульсов , что приведет к ошибочному срабатыванию процессора. Дл  устранени  ложных срабатываний между селектором 8 и блоком 13 коммутации установлен счетчик 11 импульсов. Если к моменту прихода опорного сигнала с формировател  12 счетчик 11 зафиксирует несколько срабатываний селектора 8 (или ни одного), то информаци , записанна  в реверсивном счетчике 18, стирает с . Если счетчиком 11 зафиксировано только одно срабатывание компаратора 8, то после прихода опорного сигнала информаци  из реверсивного счетчика 18 переписываетс  в выходное устройство 19. По изменению числа, записанного в выходное устройство 19 суд т о сдвиге во времени ахроматической полосы. Предлагаемое устройство позвол ет повысить точность и надежность измерений сдвига ахроматической полосы, автоматизировать процесс измерени , осуществить совместную работу в автоматическом режиме интерферометра и ЭВМ, расширить диапазон измерений и исследовать быстропротекающие во времени процессы. Формула изобретени  Устройство дл  автоматического измерени  сдвига ахроматической полосы в интерферометрах , содержащее фотоэлектрический преобразователь интерференционной картины и цифровой процессор, св занные с генератором синхронизирующих сигналов, а также блок формировани  информативных сигналов, содержащий компаратор максимального уровн , подключенный между выходом преобразовател  и входом процессора , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и надежности измерений, в блок формировани  информативных сигналов введены компаратор нулевого уровн , схема совпадений, счетчик импульсов и формирователь , а цифровой процессор выполнен с двум  дополнительными входами, при этом генератор синхронизирующих сигналов подключен к первому входу цифрового процессора через формирователь, компараторы и схема совпадений соединены по схеме дифференциального дискриминатора так, что вход его подключен к выходу преобразовател  интерференционной картины, а выход - к второму входу цифрового процессора , причем выход компаратора нулевого уровн  непосредственно и выход компаратора максимального уровн  через счетчик импульсов подключены к двум дополнительным входам процессора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Труды III Всесоюзной конференции «Фотометри  и ее метрологическое обеспечение . М., ВНИИОФИ, Г979, с. 249.
2. 2.Патент США № 3644046, кл. G 01В 9/02 опублик. 1972.