Интерференционное устройство для измерения перемещений Советский патент 1983 года по МПК G01B11/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения, при заданном направлении перемещения по одной из двух координатных осей, линейных раз меров объектов, малых перемещений, амплитуд вибраций и т.п. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является интерференционное устройство для измерения перемещений, содержащее последовательно ус тановленные и оптически связанные ис точник монохроматического излучения, светорасщепитель, разделяющий излучение на две ветви, фотоприемник, зеркал размещенное водной из ветвей излучени и располагаемое на общем основании с контролируемым объектом, и блок регистрации, электрически связанный с выходом фотоприемника 1 3 Недостатки известного устройстваневысокая точность измерений и сложность измерения перемещений по одной из двух координатных осей. Цель изобретения - повышение точности и обеспечение возможности измерения по одной из двух координатных осей при заданном направлении перемещения. Цель достигается тем, что интерференционное устройство для измерения перемещений, содержащее последовательно установленные и оптически связанные источник монохроматическог излучения, светорасщепитель, разделяющий излучение на две ветви, фотоприемник, зеркало, размещенное в одной из ветвей излучения и располагае мое на общем основании с контролируемым объектом, и блок регистрации, электрически связанный с выходом фотоприемника, снабжено отражателем, выполненным в виде куба с двумя зеркальными гранями, размещенным во вто рой ветви излучения и жестко ск0епляемым с контролируемым объектом так что плоскости зеркальных граней орие тируются перпендикулярно вертикально и горизонтальной координатным осям измерения соответственно, зеркало устанавливают под углом S к вертикальной грани отражателя, а фотоприемник размещен на выходе светорасщепителя в совмещенном потоке излучения. На чертеже изображена оптическая схема предлагаемого интерференционного устройства для измерени перемещений . Устройство содержит источник 1 монохроматического излучения, светорасщепитель 2, отражатель 3, объект k измерения, зеркало 5, фотоприемник 6, блок 7 регистрации. Светорасщепитель 2 расположен на пути света источника 1 излучения, отражатель 3 жестко закреплен на поверхности контролируемого объекта , зеркало 5 расположено на общем основании с объектом измерения и повернуто под углом 5 к Вертикальной грани отражателя 3, фотоприемник 6 расположен на выходе светораацепителя 2 и электрически связан с блоком 7 регистрации.. Светорасщепитепь 2 состоит из плоскопараллельной стеклянной пластины с зеркальным покрытием, нанесенным на площади, большей половины одной грани, Отражатель 3 состоит из стеклянного куба с двумя зеркальными граняч ми, плоскости которых перпендикуляру ны к падающим на них пучкам света ия светорасщепителя 2 и зеркала 5 Размер граней отражателя 3 выбирается большим максимально ожидаемого смещения по любым из двух измеряемых ко ординатных осей. Устройство работает следующим образом. Пучок света источника 1 монохроматического излучения делится светорасщепителем 2 на два параллельных пучка 8 и 9. Пучок 8, отразившись от зеркала 5, попадает на вертикальную грань отражателя 3, а пучок 9 - на горизонтальную грань отражателя-3. Оба пучка 8 и 9. отразившись от граней отражателя 3, формируют интерференционную картину 10, интенсивность которой преобразуется фотоприемником 6 в электрический сигнал, который измеряется блоком 7 регистрации. Смещение объекта k вдоль вертикальной координатной оси приводит к перемещению интерференционных полос картины 10. Это ведет к изменению величины электрического сигнала на выходе фотоприемника 6, что регистрируется бло ком 7 регистрации. В этом случае оптич ская длина пути пучка 8 остается неизменной, так как вертикальная грань отражателя 3 строго перпендикулярна по всей своей плоскости падающему на нее пучку 8, отраженному от зеркала 5.

В случае, если смещение объекта k измерения происходит вдоль горизонтальной координатной оси, то происходит изменение интенсивности интерференционной картины 10 за счет изменения оптической длины пути пучка 8, при этом оптическая длина пути пучка 9 остается неизменной, так как горизонтальная грань отражателя 3 строго перпендикулярна по всей своей плоскости падающему на нее пучку 9 отраженному от зеркальной грани светорасцепителя 2.

Благодаря тому, что интерферируюи ие ПУЧКИ 8 и 9 проходят близко друг

с другом, вредное воздействие, оказываемое, на них, является одинаковым и изменение интенсивности интерференционной картины 10 может, произойти только в случае смещения контролируемого объекта .

Снабжение устройства отражателем, выполненным в виде куба с двумя отражающими гранями, и установка зеркала под углом its к вертикальной грани отражателя позволяют повысить точность измерений и обеспечить возможность измерения при заданном направлении перемещения по одной из двух координатных осей.

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее последовательно установленные и оптически связанные источник монохроматического излучения, светорасщепитель, разделяющий излучение на две ветви, фотоприемник, зеркало, размещенное в одной из ветвей излучения и располагаемое на общем основании с контролируемым объектом, и блок регистрации, электрически связанный с вы содом фотоприемника, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и обеспечения возможности измерюния по одной из двух координатных осей при заданном направлении перемещения, оно снабжено отражателем, выполненным в виде куба с двумя зеркальными гранями, размещеннцм во второй ветви излучения и жестко скрепляемым с контролируемым объектом так, что плоскости зеркальных граней ориентируются перпендикулярно вертикальной и горизонтальной координатным осям измереS ния соответственно, зеркало устанавливают под углом S° к вертикальной грани отражателя, а фотоприемник размещен на выходе светорасщепителя в совмещённом потоке излучения. СП 41 О) sl