Интерференционный способ измерения линейных перемещений Советский патент 1984 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам, предназначенным для измерения линейных перемещений, и может быть применено в метрологии, приборостроении и точном машиностроении. Известен интерференционный спосо измерения линейньк перемещений, заключающийся в том, что с помощью двух когерентных излучений с разными частотами формируют опорные и измерительные пучки излучения, осуществляют частотную модуляцию интер ферирующих опорных ьши измерительны пучков излучения, преобразуют опти ческие сигналы в два электрических сигнала, смешивают два полученных сигнала и выделяют сигнал разностно частоты, по фазе которого определяют перемещение Г 1 ЗНедостатком известного способа является погрешность измерения, которая из-за различных рабочих часто имеет различные характеристики преобразования зависимости от изменени параметров окружающей среды, что вы ражается в нестабильности фазы выходного электрического сигнала разностной частоты. К тому же осуществление различных частотных сдвигов соответствующих оптическ1-гх излучений предполагает наличие, по крайней мере, в два раза большего по срав нению с обычными интерференционными методами количества светоделительны элементов, что ведет к снижению интенсивности интерферирующих световы пучков. Цель изобретения - повышение точ ности измерений. Поставленная цель достигается те что согласно интерференционному спо собу измерения линейных перемещений заключающемуся в том, что с помощью двух когерентных излучений с разным частотами формируют опорные и измерительные пучки излучения, осуществляют частотную модуляцию интерфери рующих отраженных опорных или изме,рительных пучков излучения., преобра зуют оптические сигналы в два элект ричесК1-1х сигнала, смешивают два полученных сигнала н вьщеляют сигнал разностной частоты, по фазе которого определяют перемещение, модуляци производят на одной частоте, раздел но преобразуют интерферирующие отраженные опорные и измерительные 62 пучки излучения разной частоты в два электрических сигнала с частотой первоначальной модуляции, ОСУЩЕСТВЛЯЮТ для одного из этих сигнашов дополнительный частотный сдвиг путем модуляции сигналом, полученным за счет деления по частоте первоначального модулирующего сигнала, а затем производят смешивание с другим сигналом. На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа. Устройство состоит из источника 1 двух когерентных излучений разных частот, светоделителя 2, отражателя 3, связываемого с объектом, перемещение которого измеряется, опорной поверхности 4, фокусирующего элемента 5, ультразвукового светомодулятора 6, светофильтра 7 и схемы обработки сигнала, содержащей фотопреобразователи 8 и 9, модуляторсмеситель 10, кварцевый генератор 11 сигнала возбуждения светомодулятора, делитель 12 частоты, фильтр 13, выходной смеситель 14, сЬильтр 15. Модулятор-смеситель 10, фильтр 13, выходной смеситель 14 и фильтр 15 соединены последовательно. Кварцевый генератор 11 соединен с делителм 12 частоты, выход которого соединен с входом модулятора-смесителя 10, второй вход которого подключен к фотопреобразовател о 8, а выход фотопреобразователя 9 соединен с вторым входом выходного смесителя 14. Способ реализуется устройством следующим образом. Излучение источника 1 делят светоделителем 2 на опорные и измерительные пучки разных излучений, распространяющиеся совместно, измерительные пучки направляют для прохождения измеряемого расстояния до отражателя 3, опорные пучки направляют на опорную поверхность 4, отраженные опорные и измерительные пучки обоих излучений пропускают через фокусирующий элемент 5 и ультразвуковой светомодулятор 6, причем опорную поверхность 4 устанавливают относительно направления падающих лучей под углом, равным половине угла дифракции в модуляторе. За счет дифракции на ультразв5ковой волне осутдествляют од1-шаковый частотный сдвиг излучений в опорных пучках, при этом вьш1едшие опорные пучки сов

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, заключающийся в том, что с помощью двух когерентнг гх: излучений с разны Ш частотами формируют отпорные и изме- рительные излучения, осуществляют частотную модуляцию интерферирующих отраженных опорных или измерительных пучков излучения, преобразуют оптические сз1гналы в два электри- шских сигнала, смешивают два полученных сигнала и выделяют сигнал разностной частоты, по фазе которого определяют перемещение, отличающийся тем, что, с целью повышения -точности измерений, модуляц -1ю производят на одной частоте, раздельно преобразуют интерферирующиеотраженные опорные и измерительные пучки излу чения разной частоты в два электрических сигнала с частотой первоначальной модуляции, осуществляют для одного из этих сигналов дополнительньй частотный сдвиг путем модуляции сигналом, полученным за счет деления по частоте первоначального модулирующего сигнала, а затем производят смешивание с другим сигналом.