Устройство для измерения перемещений Советский патент 1983 года по МПК G01B9/02 

Ё1Э-66

«I

М

УСТРОЙСТВО ДЛЯ тРВМЕПЩНЙЙ, содерж1иаее двухчастотный источник излучения, йнтер41ерЬмвтр типа Майкельсона, отражатели опсфио го и измерительного плеч которохч) выполнены в виде угопквкцх. отражателей, и айаяиаатор и приемник язлу-. чения, последовательно установлениы на выходу интерферометра, от ли « ч а п це ее я ; тем что, с. целью повкшеяия TOVHociTH, оно снабжёвр пбпуволновой пластиной, установленной в ; опорном плече интерферометра на пути иалучфяи от светодвлнтвЛ к отражатещо и четв тьволнов М пластиной,1размеценной между сьетодес литвлеми анализатором.. А.

сл Изобретение относится к контроль .но-измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений, в частности при исследовании ударов и вибраций. Известны устройства для измерения перемещений, содержащие одночас тотный лазер и интерферометр типа Майкельсона 1. Недостатком известных устройств являются невысокая точность и стабил ность.вследствие даейфа нуля и пропорциональной зависимости между час тотой сигнала и скоростью контролируемого объекта. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройств для измерения перемещений, содержащее двухчастотный источник излучени интерферометр типа Майкельсона, отражатели опорного и измерительного плеч которого выполнены в виде уголковых отражателей, анализатор и приемник излучения, последовательно установленные на выходе интерферометра С2:. Однако устройство отличается недостаточно высокой точностью из-за сложности юстировки оптической схемы. Цель изобретения - повышение точ1.НОСТИ . Для достижения поставленной цели устройство для измерения перемещений снабжено полуволновой пластиной, ус .тановленной в опорном плече интерферометра на пути излучения от светоде лителя к отражателю, и четвертьволновой пластиной, размещенной между светоделителем и анализатором. На чертеже изображена схема устройства для измерения перемещении. Устройство содержит двухчастотный источник 1 излучения, интерферометр типа Майкельсона, содержащий светоделитель .2 и установленные в измерительном и Опорном плечах интерферометра уголковые отражатели 3 и 4, размещенные последовательно по ходу излучения четвертьволновую пластину 5, анализатор б и приемник 7 излучения. В опорном плече интерферометра размещена полуволновая пластина 8, установленная на пути излучения от светоделителя 2 к отражателю 4. Разночастотные компоненты двухчастотного источника 1 излучения с правой (для частоты u)) и левой (для частоты u/j) круговыми поляризациями поступают в интерферометр Майкельсона, где с помощью светоделителя 2 из лучение направляют на уголковый отра жатель 3, скрепляемый с контролируемым объектом., и через полуволновую пластину 8.- на отражатель 4. Полу.волновая пластина 8 служит для измеМнения направления круговых поляризаций составляющих компоненто1в излучений, направляе1 1х на отражатель 4. Отраженные от отражателей 3 и 4 излучения проходят через четвертьволновую пластину 5, преобразующую излучения, поляризованные по кругу, в излучения линейно-поляризованные . bosw.t cos ( J Е sin bOjt+si n - Vjj Jj s(t),- 4- D. и)- Допплеровские изменения фазы, излучений частот ш и ш,. , определяемые законом перемещения объекта S (t) ; Е - амплитуда электрической световой волны; с - скорость света. С помомью анализатора б на выходе интерферометра соответствующие компоненты отраженных излучений приводят к одной плоскости поляризации. Положение анализатора б относительно четвертьволновой пластины 5 определяет усредненную интенсивность интерференционного поля, воспринимаемую приемником излучения 7. Так, если ось анализатора 6 составляет угол р 0° по отношению к осям 1етвертьволновой пластины 5, усредненная интенсивность интерференционного поля на выходе анализатора б имеет вид :V-2E l-03p., .а при о .90° l.cos(«t-4 J где Q - Wg- w. Если угол р составляет 45, то при отключенном спорном плече интерферометра выражение (2) для усредненной интенсивности примет вид 3 + 4 J,. (5) 0&J4HO в интерференционных схемах еделы измерения определяют, исходя из 3научения несущей частоты 52 . В предлагаемой схеме за счет того, что допплеровский эффект можно опреелять значениями частот излучения й и (2) либо значением несущей астоты 51 (6), пределы измерения мо310179154

гут быть изменены без изменения эна-пластин, установленных указанным спочения несущей частош. собом, позволяет упростить юстировТаким образом, ввддение в устрой- ку оптической схемл, что приводит к

ство четвертьволновой и полуволнозвойпов&воению точности измерения. . .