Устройство для измерения линейных перемещений сканирующего зеркала Фурье-спектрометра Советский патент 1983 года по МПК G01B21/00 

if

:/д

Г)

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано дпа высокоточногр измерения линейных перемещений сканирующего зеркала Фурье-спектрометра,5

Известно устройство дпя измерения линейных перемещений сканирующего зеркала Фурье-спектрометра, содержащее источник монохроматического изпучениЯ| оптичеки связанные светоцелитепьный элемент, сканирующее и неподвижное зеркала, расположенные в измерительной и опорной опорной ветвях спектрометра. Устройство также содержит вспомогатега - ное зеркало, оптически сявзанное со ска- 5 ниру кадим зеркйпом l ,

Недостатком такого устройства являет ся ограниченный диапазон перемещения сканирующего зеркала, определяемый геометрическими размерами вспомогательно- 20 о зеркала,

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройсто для измерения линейных перемещени . сканирукедего зеркала Фурье-спектромет- 25 ра, содержащие источник монохроматичес-i ого излучения,-оптически связанные све- . тоделвтепьный элемент, сканирукшее и неподвижное зеркала, расположенные в измерительной и опорной ветвях спектро- зо метра, фотоприемник 2 ,

Недостатком известного устройства является ограниченная точность измерения,, равная половине ширины интерференционной полосы j

35

Цепь изобретения является повышение точности измерения.

Указанная цепь достигается тем, что устройство для измерения линейных перемещений сканирующего зеркала Фурье-спе-. ктрометра, содержащее источник монохроматического излучения, оптачески связанные светоделитепьный элемент, сканирующее и непсадвижное эеркала, расположенные в измерительной и опорной вет-i вях спектрометра,; фотоприемник, сеабже но да гчиком положений связанным со сканирующим зеркалом, ключевым элементом, информационный и управляющий входы которого подключены соответственно

50 к фотоприемнику И:.датчику положений, тремя фазовращателями, входы которых подключены к выходу ктоочевого элемента, етырь 1я парами формирователей, входы оторых подключены соответственно к выходу ключевого элемента и выходам фазовращателей, логическим сумматором,, входы которого подключены к выходам формирователей.

На чертеже представлена функциональная, схема устройства ,

Устройство содержит источник 1 мо нохроматического излучения, состоящий .,, л лазера 2 и коллиматора 3, свагоделительшгй элемент 4, сканирующее зеркало 5 , неподвижное зеркало 6, фотоприемник 7, датчик 8 положений связанный со сканирукяцим зеркалом 5, ключевой элемент 9,. фазовращатели- 10 - 12, формирователи 13- 20 и логический сумматор 21.

Устройство работает следующим o6pdзом.,

Источник 1 монохроматического излучения с помсацью Лазера 2 и -коллиматора 3 формирует параллельные пучки лучей, из которых, образуя измерительную ветвь,, проходит через светоделитепьный элемент 4 и, отразившись от сканирующего зеркала 5, возвращается на светоделительный элемент 4.

Часть пучков лучей, выходящих из коллиматора 3, отражаются от светоделительного элемента 4 и неподвижного аер- кала 6 и возвращаются на светоделительный элемент 4, о бразуя опорную ветвь., На светоделительном элементе 4 формируется интерференционная - картина из пучков лучей, прошедших измерительную и опорную ветви. Которая регистрируется фотоприемником 7,

При движении сканирующего зеркала 5 на выходе фотоприемника 7 формируется периодический электрический сигнал, пе риод которого соответствует смещению сканирующего зеркала на величину, рав. ную половине длины волны источника 1 -монохроматического излучения.

При приобретении сканирующим зер/ калом 5 постоянной скорости, срабатывает датчик 8 положений, открывающий ключевой элемент 9, и сигналы, формируемые фотоприемником 7, поступают на формирователи 13 и 14 и фазовращатели 10 - 12,

Фазовращатели 10 - 12 обеспечивают фиксированный сдвиг электрического сигнала, снимаемого с фотоприемника 7, причем фазовращатель 1О обеспечивает сдвиг электрического сигнала на величину, равную |Г/4, а фазовращатели 11 и 12- на величины, равные соответственно li /2 и 3/4R- ,

Электрический сигнал, снимаемые с ключевого элемента 9 и фазовращателей 1О - 12, поступают на входы формирователей 13-2 О,

Формирователи 13, 15, 17 и 19 формируют сигнал логической при превышении уровня входного сигнала среднего значения, формирователи 14, 16, 18 и 2О формируют сигнал логической при понижении уровня входного сигнала срецнего аиачения. Сигналы с выходов ф(Мироватепей 13 - 20 поступают на логический сумматор 21.

Таким образом, при перемещении-скв нирукнцего зеркала на выходе логического сумматора формируются импульсы, масш табный коэффициент которых равен 1/16; Длины волны источника Монохроматического .излучения, при этом диапазон перемещения . зеркала практически неограничен, а точность отсчета не хуже 5% от за- ; данной.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ СКАНИРУЮЩЕГО ЗЕРКАЛА ФУРЬЕ -СПЕКТРОМЕТРА, содержащее источник монохроматического излучения , оптически связанные светоцепитепьный элемент, сканирующее и неподвижное ееркала, расположенные в измерительной и опорной вет«- вях спектометра, фотоприемник, отличающееся тем, что, с цепью по- выщения точности измерения, оно снабжено датчиком положений, связанным со сканирующим i зеркалом, ключевым элементом, информационный и управляющий входы которого подключены соответственно к фотоприемнику и датчику положений, тремя фазовращателями, входы которых подключены к выходу ключевого элемента, четырьмя парами фомирователей, входы которых подключены соответственно к выходу ключевого элемента и выходам фазовращателей, логическим сумматором, входы которого подключены к вы(Л ходам формирователей.

с . Г 5 у