SU993011A1 - Interferometer for measuring large displacements - Google Patents

Interferometer for measuring large displacements Download PDF

Info

Publication number
SU993011A1
SU993011A1 SU813305990A SU3305990A SU993011A1 SU 993011 A1 SU993011 A1 SU 993011A1 SU 813305990 A SU813305990 A SU 813305990A SU 3305990 A SU3305990 A SU 3305990A SU 993011 A1 SU993011 A1 SU 993011A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
reflector
chamber
vacuum
interferometer
metal plate
Prior art date
Application number
SU813305990A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Николаевич Голубев
Original Assignee
Московский Ордена Ленина Институт Инженеров Геодезии, Аэрофотосъемки И Картографии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Ордена Ленина Институт Инженеров Геодезии, Аэрофотосъемки И Картографии filed Critical Московский Ордена Ленина Институт Инженеров Геодезии, Аэрофотосъемки И Картографии
Priority to SU813305990A priority Critical patent/SU993011A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU993011A1 publication Critical patent/SU993011A1/en

Links

Landscapes

  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано , в частности, дл  интерференционных измерений больших перемещений в геодезии, метрологии, машиностроении и др.The invention relates to a measurement technique and can be used, in particular, for interference measurements of large displacements in geodesy, metrology, mechanical engineering, etc.

Известны интерферометры типа Майкельсона дл  измерени  больших (до нескольких дес тков метров перемещений , в которых измерение осуществл етс  путем счета интерференционных полос при движении концевого отч ражател  вдоль всей измер емой дистанции 1.Michelson-type interferometers are known for measuring large (up to several tens of meters of displacements, in which the measurement is made by counting interference fringes as the end section of the detector travels along the entire measured distance 1.

Однако в этих интерферометрах дл  получени  искомой длины, редуцированной к вакууму, требуетс  дополнительно измер ть показатель преломлени  воздуха, дл  чего необходимо выполн ть измерени  температуры, давлени  и влажности с последующим вычис ; лением показател  преломлени , или же использовать дополнительный интерферометр , специально предназначенный дл  определени  показател  : преломлени  воздуха.However, in these interferometers, to obtain the desired length, reduced to vacuum, it is necessary to additionally measure the refractive index of air, for which it is necessary to measure temperature, pressure and humidity, followed by a calculation; refractive index, or use an additional interferometer specifically designed to determine the refractive index of air.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  интерферометр дл  измерени  больших перемещений, содержащий источникClosest to the proposed technical entity is an interferometer for measuring large displacements, containing the source

света, светоделитель, дел щий световой поток на два пучка, неподвижный отражатель, расположенный в одном пучке, подвижный отражатель, расположенный в другом пучке с возможностью перемещени  влоль оси этого пучка, и регистрирующий блок со счетчиком интерференционных полос Г 2 J.light, a beam splitter, dividing the luminous flux into two beams, a fixed reflector located in one beam, a movable reflector located in another beam with the possibility of moving the axis of this beam, and a recording unit with an interference band counter G 2 J.

Недостатком такого интерферометра  вл етс  низка  производительность измерени  из-за необходимости использовани  дополнительных измерительных средств дл  определени  показател  преломлени  воздуха, например, датчиков температуры и давлени  воздуха , по показани м которых вычисл ют показатель преломлени  и ввод т соответствуквдую поправку в измеренное рассто ние.The disadvantage of such an interferometer is the low measurement performance due to the need to use additional measuring means to determine the refractive index of air, for example, temperature and air pressure sensors, from whose indications the refractive index is calculated and the corresponding correction is introduced to the measured distance.

2020

Кроме того, интерферометр характеризуетс  недостаточно высокой точностью измерени  ввидутого, что показатель преломлени  определ етс  In addition, the interferometer is characterized by an insufficiently high accuracy of measurement, apparently, that the refractive index is determined by

Claims (2)

25 обычно в месте расположени  интерферометра , в то врем  как необходимо знать значение показател  преломпени , осредненное вдоль всей трассы измерени , по которой движетс  отражатель . Это обсто тельство важно iTjH длинах трасс, исчисл ющихс  дес тками метров. Таким образом, наличие дополнительных измерительных средств увели ч:-1вает объем измерительных операций и тем самым снижает производительность измерений, а отсутствие возмож ности получени  строго осредненного вдоль трассы значени  показател  преломлени  воздуха снижает точность окончательного результата измерени  Цель изобретени  повы111ение производительности и точности измерени  за счет.исключени  необходимости дополнительных измерений дл  определени  показател  прелогдлени  воздуха и обеспечени  непосредственного полу чени  длины, приведенной к вакууму. Указанна  цель достигаетс  тем, что интерферометр дл  измерени  боль ших переме.дсний СЕ.абжен вакуумной ка мерой , выполненной с возможностью перемещени  в направлении, совпадающем с направлением перемещени  подвлжного уголкового отражател , а последний установлен внутри этой камеры . Вакуумна  камера выполнена в виде гофрированной трубки из вакуумной резины с возможностью .сжати  и раст жени  вдоль ее оси, передний конец гофрированной трубки снабжен металлической плитой с прозрачным окном дл  прохода светового потока, задний конец этой трубки снабжен металлической плитой, соединенной с подвижным отражателем, а на плитах закреплены электромагниты. На фиг. 1 изображена схема интер ферометра дл  измерени  больших пере 1 ;ещений; на фиг. 2 - вариант констру ции вакуумной камеры с помещенным в ней подвижным уголковым отражателем Интерферометр содержит (фиг. 1J источник 1 света, светоделитель 2 дл разделени  светового потока на опорный и дистанционный пучки, неподвижный уголкоззый отражатель 3, установ1::енный в опорном пучке, вакуумную ка меру 4, установленную с возможностью перемещени  по направл ющим 5 вдоль С1СИ дистанционного пучка, подвиж (::ый уголковый отражатель б, смонтиЕюванный внутри вакуумной камеры 4 II дистанционном пучке с возможИостью перемещени  в пределах камеры в направлении движени  самой :амеры, и регистрирующий блок 7 со с;четчиком ,8 интерференционных полос Вакуумна  камера 4 фиг. 2) выполнена в виде- гофрированной трубки 9 из специальной вакуумной резины с внутренними распорными кольцами ( не показаны дл  предохранени  от сплющивани  атмосферным давлением и имеет переднюю металлическую пли .У 10 с прозрачным окном 11 и заднюю металлическую плиту 12, к которой лсестко прикреплен подвижный уголковый отражатель 6 ( гофрированна  трубка 9 может быть и пр моугольного или квадратного сечени , важно, чтобы ее конструкци  обеспечивала возможность сжати  и раст жени  по типу меховЛ. Передн   10 и задн   12 металлические плиты имеют выступы 13, обеспечивающие движение камеры 4 по направл ющим 5. На плитах 10 и 12 жестко смонтированы электромагниты 14 и 15, обеспечивающие при их- включении прочное сцепление с платформой 11, несущей направл ющие 5. Интерферометр работает следующим образом. При перемещении подвижного уголкового отражател  6 в камере 4 (фиг.1) счетчик 8 интерференционных полос производит счет интерференционных полос. Когда подвижный уголковый отражатель 6 в камере доходит до конечного цоложени , счет полос прекращают (не выключа  счетчика 8, чтобы сохранить сосчитанное число полос,а преградив путь световому потоку) и передвигают -камеру 4 вдоль линии измерени  при неподвижном положении подвижного уголкового отражател  6 до тех пор, пока он снова не займет исходное положение в камере 4. Затем оп ть перемещают подвижный уголковый отражатель б в неподвижной камере , возобновл   при этом счет полос и т.д. Этот процесс повтор етс  до тех пор, пока подвижный уголковый отражатель 6 не пройдет всю измер емую дистанцию. Более детально работа устройства может быть разъ снена на основе фиг. 2. Сначала при выключенных электромагнитах 14 и 15 вакуумную камеру 4 устанавливают в исходное положение, при котором подвижный уголковый отражатель б находитс  на конце измер емой линии. Затем включают электромагнит 14, жестко фиксирующий переднюю металлическую плиту 10 на платформе 16, и двигают заднюю металлическую плиту 12 с подвижным уголковым отражателем б по направлению к светоделителю 2. При этом камера 4 сжимаетс  и происходит изменение разности хода интерференцирующих пучков за счет изменени  вакуумного пути в дистанционном пучке, счетчик 8 интерференционных полос производит счет полос. После сжати  камеры 4 до некоторого конечного положени , показанного точечным пунктиром на фиг., 2, включают электромагнит 15,, жестко фиксиру  тем самым положение подвижного уголкового отражател  б, а электромагнит 14 выключают , освобожда  таким образом переднюю плиту камеры 4, вследствие чего камера разжимаетс  и занимает новое положение, оказыва сь передвинутой вдоль линии измерени . Далее включением электромагнита 14 фиксируют положение передней металлической пли ты 10, выключают электромагнит 15, освобожда  заднюю металлическую плиту 12 с подвижным уголковым отражателем 6, двигают этот отражатель б, сжима  камеру 4 и т.д. При этом каждый р.аз при включении электромагнита 15 прекращают, а при включении элект ромагнита 14 возобновл ют работу сче чика 8 интерференционных полос. Следует отметить, что совершенно не об зательно при сжатии камера  4 д биватьс  каждый раз перемещени  подвижного уголкового отражател  б точн на одну и ту же величину. Сжатие и- раст жение 4 служит лишь дл того, чтобы обеспечить движение этого отражател  б в вакууме на прот жении всей трассы, а накапливающий счетчик 8 интерференционных полос работает только во врем  перемещени  этого отражател  б, которое происходит дискретными участкаки, и длины этих участков могут быть произвольными, так как в сумме они в любом .случае составл ют полную дли ну измер емой дистанции. Использование предлагаемого, интерферометра обеспечивает непосредственное получение значени  длины, редуцированной к вакууму, без определени  показател  преломлени  воздуха и без заключени  всей измер емой дистанции в вакуумную трубу, что позвол ет повысить производительность и точность измерени . Формула изобретени  1.Интерферометр дл  измеренн  больших перемещений, содержащий источник света, светоделитель, дел щий световой поток на два пучка, неподвижный отражатель, расположенный в одном пучке, подвижный отражатель, расположенный в другом пучке с возможностью перемещени  вдоль оси этого пучка,и регистрирующий блок со счетчиком интерференционных полос, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и точности измерени , он снабжен вакуумной камерой, выполненной с возможностью перемещени  в направлении, совпадающем с направлением перемещени  подвижного уголкового отражател , а последний установлен внутри этой камеры.. 2.Интерферометр по п. 1, отличающийс  тем, что вакуумна  камера выполнена в виде гофрированной трубки из вакуумной резины с возможностью сжати  и раст жени  вдоль ее оси, передний конец гофрированной трубки снабжен металлической плитой с прозрачным окном дл  прохода светового потока, задний конец этой трубки снабжен металлической плитой, соединенной с подвижным отражателем, а на плитах закреплены электромагниты.. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Коломийцев Ю.В. Интерферомзтснл. Л., Машиностроение, 1976, с. 189 194 ., 25 is usually at the location of the interferometer, while it is necessary to know the value of the index of averaging, averaged along the entire measurement path along which the reflector moves. This circumstance is important iTjH path lengths, calculated in tens of meters. Thus, the availability of additional measurement tools increases: -1.1 the volume of measurement operations and thereby reduces the performance of measurements, and the lack of a possibility to obtain a value of the refractive index strictly averaged along the path reduces the accuracy of the final measurement result. The purpose of the invention is to increase productivity and accuracy of measurement due to. eliminating the need for additional measurements to determine the air conditioning index and to ensure immediate and the length given to vacuum. This goal is achieved by the fact that an interferometer for measuring large variables of the nearest CE. It is fitted with a vacuum chamber made with the possibility of movement in the direction coinciding with the direction of movement of the subversive corner reflector, and the latter is installed inside this chamber. The vacuum chamber is made in the form of a corrugated tube made of vacuum rubber with the ability to compress and stretch along its axis, the front end of the corrugated tube is equipped with a metal plate with a transparent window for the passage of the light flux, the rear end of this tube is equipped with a metal plate connected to a movable reflector, and electromagnets are attached to the plates. FIG. 1 shows a diagram of an interferometer for measuring large trans 1; in fig. 2 shows an embodiment of a vacuum chamber with a movable angular reflector placed in it. The interferometer contains (Fig. 1J light source 1, a beam splitter 2 for dividing the luminous flux into reference and remote beams, fixed angular reflector 3, installed in the reference beam, vacuum camera 4, mounted for movement along guides 5 along C1SI of the remote beam, displacement (:: angled reflector b, mounted inside the vacuum chamber 4 II remote beam with the possibility of movement within the chambers The chambers in the direction of movement itself: amers, and a recording unit 7 with a; a quad, 8 interference fringes; Vacuum chamber 4 of Fig. 2) is made in the form of a corrugated tube 9 made of special vacuum rubber with internal spacer rings (not shown to prevent atmospheric flattening). pressure and has a front metal plate. 10 with a transparent window 11 and a rear metal plate 12, to which a movable corner reflector 6 is firmly attached (the corrugated tube 9 can be rectangular or square, important It is necessary that its structures provide the possibility of compression and expansion according to the type of fur. The front 10 and rear 12 metal plates have protrusions 13 that allow the camera 4 to move along the guides 5. On the plates 10 and 12, electromagnets 14 and 15 are rigidly mounted, providing for their inclusion strong adhesion to the platform 11 carrying the guides 5. The interferometer works in the following way. When moving the movable corner reflector 6 in the chamber 4 (figure 1), the counter 8 of the interference fringes produces an account of the interference fringes. When the moving corner reflector 6 in the chamber reaches the final position, the counting of the strips is stopped (without turning off the counter 8 to save the counted number of strips, but by blocking the path to the luminous flux) and moving the camera 4 along the measurement line at a fixed position of the movable corner reflector 6 to those until it again assumes its original position in chamber 4. Then the movable corner reflector b is moved in the fixed chamber again, resuming the counting of bands, etc. This process is repeated until the movable corner reflector 6 has covered the entire measured distance. The operation of the device can be explained in more detail on the basis of FIG. 2. First, with the electromagnets 14 and 15 turned off, the vacuum chamber 4 is set to its original position, in which the movable corner reflector b is located at the end of the measured line. Then an electromagnet 14 is switched on, which rigidly fixes the front metal plate 10 on the platform 16, and the rear metal plate 12 with a movable corner reflector b is moved towards the beam splitter 2. At the same time, the chamber 4 is compressed and the difference in the path of the interference beams changes by changing the vacuum path remote beam, the counter of 8 interference bands produces counting bands. After the chamber 4 is compressed to some end position shown by dotted line in FIG. 2, the electromagnet 15 is turned on, thereby rigidly fixing the position of the movable corner reflector b, and the electromagnet 14 is turned off, thus releasing the front plate of the chamber 4, as a result of which the chamber expands and occupies a new position, having been moved along the measurement line. Then, turning on the electromagnet 14, fix the position of the front metal plate 10, turn off the electromagnet 15, freeing the rear metal plate 12 with the movable corner reflector 6, move this reflector b, compressing the chamber 4, etc. At the same time, when the electromagnet 15 is turned on, each roz.az is stopped, and when the electromagnet 14 is turned on, the counter of 8 interference fringes resumes. It should be noted that it is absolutely unnecessary when compressing the camera 4 d each time moving the movable corner reflector by one and the same amount. Compression and stretch 4 serves only to ensure the movement of this reflector b in vacuum over the entire path, and the accumulation counter 8 of interference fringes works only during the displacement of this reflector b, which occurs in discrete sections, and the lengths of these sections can to be arbitrary, since in sum they in any case constitute the total length of the measured distance. The use of the proposed interferometer provides direct obtaining of the length reduced to vacuum, without determining the refractive index of air and without enclosing the entire measured distance into the vacuum tube, which allows for improved performance and accuracy of measurement. Claim 1. Interferometer for measured large displacements containing a light source, a beam splitter dividing the luminous flux into two beams, a fixed reflector located in one beam, a movable reflector located in another beam movable along the axis of this beam, and a recording unit with an interference meter counter, characterized in that, in order to increase the productivity and accuracy of measurement, it is provided with a vacuum chamber adapted to move in the direction coinciding 2. The interferometer according to claim 1, characterized in that the vacuum chamber is made in the form of a corrugated tube made of vacuum rubber with the ability to compress and stretch along its axis, the front end The corrugated tube is equipped with a metal plate with a transparent window for the passage of the luminous flux, the rear end of this tube is equipped with a metal plate connected to a movable reflector, and electromagnets are attached to the plates. Sources inf Forms taken into account during the examination 1. Yu.V. Kolomiytsev. Interferomtstsll. L., Mechanical Engineering, 1976, p. 189,194., 2.Там же, с. 191, рис.. 89 (прототип .2. In the same place 191, rice .. 89 (prototype. V V VV v v
SU813305990A 1981-06-24 1981-06-24 Interferometer for measuring large displacements SU993011A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813305990A SU993011A1 (en) 1981-06-24 1981-06-24 Interferometer for measuring large displacements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813305990A SU993011A1 (en) 1981-06-24 1981-06-24 Interferometer for measuring large displacements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU993011A1 true SU993011A1 (en) 1983-01-30

Family

ID=20964866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813305990A SU993011A1 (en) 1981-06-24 1981-06-24 Interferometer for measuring large displacements

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU993011A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4989980A (en) * 1989-03-02 1991-02-05 Honeywell Inc. Method and apparatus for measuring coefficient of thermal expansion
US5103572A (en) * 1989-06-24 1992-04-14 Wild Leitz Messtechnik Gmbh Feeler pin using an optical contact sensor
US5121987A (en) * 1989-03-02 1992-06-16 Honeywell Inc. Method and apparatus for measuring coefficient of thermal expansion
CN109253698A (en) * 2018-09-21 2019-01-22 湖北工业大学 A kind of displacement sensor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4989980A (en) * 1989-03-02 1991-02-05 Honeywell Inc. Method and apparatus for measuring coefficient of thermal expansion
US5121987A (en) * 1989-03-02 1992-06-16 Honeywell Inc. Method and apparatus for measuring coefficient of thermal expansion
US5103572A (en) * 1989-06-24 1992-04-14 Wild Leitz Messtechnik Gmbh Feeler pin using an optical contact sensor
CN109253698A (en) * 2018-09-21 2019-01-22 湖北工业大学 A kind of displacement sensor
CN109253698B (en) * 2018-09-21 2021-07-13 湖北工业大学 Displacement sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2256804A (en) Pressure measuring means
SU993011A1 (en) Interferometer for measuring large displacements
US3619070A (en) Method and apparatus for measuring thickness
Fujii et al. Volume determination of fused quartz spheres
US2285515A (en) Light dividing apparatus
US2286621A (en) Pressure measuring apparatus
US2289551A (en) Apparatus for measuring relative movements or deflections of associated or interconnected parts
US3198946A (en) Apparatus for sensing position of a radiation reflector
GB2060931A (en) Method and apparatus for determining the velocity of light under varied environmental conditions in combination with an interferometer
SU441611A1 (en) Device for measuring the non-linearity of the beam deflection in the cathode-ray tubes
US2817238A (en) Micromanometer
SU450077A1 (en) Device for controlling the shape of a parabolic surface
SU1679301A1 (en) Instrument to measure transparent media index of refraction
SU759845A1 (en) Interferometer for measuring outer dimensions of member
JPH04102048A (en) Laser type method and apparatus for measuring air transmission in tunnel
SU1073564A1 (en) Epitaxial layer thickness measuring device
RU1554573C (en) Interference method of measurement of absolute index of refraction
JPS6124881Y2 (en)
SU113992A1 (en) Parallel Line Comparator
SU1037066A1 (en) Method of measuring angle of article
SU932341A1 (en) Method of determination of focal length and rear focus position of an optical system
SU1165882A1 (en) Device for checking rectilinearity
SU526769A1 (en) Device for measuring the movement of a light beam along one coordinate on an object
US2410942A (en) Optical thickness gauge
US3374704A (en) Linear calibrating interferometer