Интерференционное устройство для измерения перемещений Советский патент 1984 года по МПК G01B11/00 

Изобретеиме спмгосится к измерителыюй технике и быть использовано для измерения перемещений по двум коорГ1,И)1ат1ым осям одновременн jHiiieifiH x размеров и амплитуд впбран,чй обьекГов . Известно пптерфере ;ционное устро ство д.ля из fe15eния перемен(елий,, соде ржа :i,ee после юпательно установлен ные и оптически связанные источник мОЮхроматического излучения, свете расгдепи-тел ь, ра зделяиций излуч ение на две нетви, фотонрнсмнтгк. зеркало l-VT змеп;е1П ое п из ветве ; 1 злу чения и расг ола1аем(зе на общем основании с контролируемом объектом, и блок ра1 истрап,1п, электрически сггяза ЫЙ с выходог (Ьотоприемника H He ioc-rai-iai устроГгстоа - невысокая то-пюсть измерения и сложность ii3:- eрения нореь;с11;енин по д,вум координатам. Пгшболее близким к пред.лагаемому но технической супнюстп и дост ;гаемому резуп-.тату является интерференHjKMiHoe устройстпо д.ля измерения пеpc eI: eиl Й5 содержа1 ее последова1-сл;-устано1 ленные и оптически связанн.е ИСТОН ник г-юнохр оматич еск ог о излуч ения 5 светораснепитель, пред,назначенный для разделе)1ия изл-учени51 на две ветви, отражатель с взаимно II ерпе 1 да- куляр ным)i отражаlonii-tмл гра ня ми, Г1релл1азначеннь й для скрепле)ия с кон- ролируемым o6i eKToi-i и т азмещеннр; Й в излучения так, что одна из его граней псрнен цикуляр на направлен;но излучения, зеркало, установленное под з-ллом к друг-ой грани отражателЯэ pa3N erii;eHiioe в Д|,ру гой вет)51- излу 1ения и располагаемое на об.цем основании с KoHTpoJU-ipyeMhiM объектом, фотоприемник и блок рег-ист радии, подислюче1 ный к выходу фотоrIpнe ннIкa --J-Нсд.остаткоь известного устройства является низкая точность измерений при о,г;новременном снедении коптролируемсго объекта по двум координатным осям. Цель изобретения - повышение точности, измерений при одновременном перемещении объекта по двум координатным осям. Указанная цель достигается теМ; что интерференгшонное устройство для измерения перемещений, содержащее последовательно установленные и опти чески связанные источник монохроматического излучения, светорасщепитель, предназначенньчй для разделения излу 1ения па две ветви, отражатель с двумя взаимно перпендикулярными отражагощЛ№1 граня№-1, предназначенный для скретле ния с контролируемым объектом и размещенньш в одной из ветвей кзлучениЕ так, что одна из его граней п ер п е ;ши куляр на нап ра вле нига и злуч еп-я, зеркало., установленное под углом 4 к другой отражателя, разме1цен} ое в другой ветви излученп и располагаемое на, общем основа-Н1 и с контролируемым обьектом, фотоприемник и блок, регистрации, подключенный к выходу фотоприемника, снабжено сззетодапителем, установленным в ходе oOSix ветвей излучения мей дзсветорасиепителем и отра-жателем и первым зеркалоМ; вторым зеркалом, установленным на выходе светоделителя так, что его отражающая поверхность 1гарал.1ельна рабочей грани светоде-.,, третьим зеркалом, размещем ii.iN на oбIдe l основаниг-з с контролкруеьгым объектог- я оитически связанным со спетоделителек -;ерез второе зеркало,, зеркальной гш-оамидойз на вь1ходе свгтодел те.ля так что ее гранн -расположепь в ходе пучков из - л гчения, один из ко-торьЕ-i отрагкен от отражателя и первого зеркала а дру1 ой - от третьего зеркала5 вторым фотопркемником и вторым блоком ре-гистрадии, оба фотоприемника расположеЛЬ напротив соответствуюйщх граней пирамм/ды в ходе пучков излучения , На чертежа изображена оптическая интерференцкоНл ого устройства для измерения перемещений, Зстройство содержит источник 1 MOHoxpoMaTPi4ecKoro излучения, светорасщепитель 2, светоделтитель 3, отражатель 4, скрепляемый с контролируемым объектом 5, первое 6, второе 7 и третье 8 зеркала, зеркальную пирамиду 95 два фотоприемника 10 и 115 два блока 12 и 13 регистрацзэи. С.веторас1депитель 2 расположен на путл пучка света от источника 1 излучения и разделяет пучок на две ветБИ, С1и:тоделитель 3 расположен в ходе обеих ветвей излучения, отражатеД,ь 4 жестко закреплен на поверхности контролируемого объекта 5, первое зеркало 6 установлено на общем основании с контролируемым объектом 5

и расположено под углом 45 к вертикальной грани отражателя 4, второе зеркало 7 также расположено на общем основании с объектом 5 и установлено своей плоскостью перпендикулярно падающему на него излучению от треть его зеркала 8, отражающая поверхность которого параплельна рабочей грани светоделителя, зеркальная пирамида 9 расположена на пути пучков света с выхода светоделителя,, фотоприемники 10 и 11 расположены на выходе соответствующего пучка света из зеркальной пирамиды 9 и электрически связаны соответственно с блоками 12 и 13 регистрации.

Отражатель 4 вьшолнен в виде стеклянного куба с двумя зеркальнь№ш гp4ня ш полости которых перпендикулярны к падающим на них пучкам света из светоделителя 3 и зеркала 6 Размер граней отражателя 4 выбирается большим максимально ожидаемого смещения по любым из двух измеряемых координатных осей.

Устройство работает следующим образом.

. Пучок света источника 1 монохроматического излучения делится светорасщепителем 2 на две параллельных ветви 14 и.15о Ветвь 14 в свою очередь делится светоделителем 3 на предметный 16 и опорньп 17 пучки. Оба пучка 16 и 17,, отразившись соответственно от горизонтальной грани отражателя 4 и от второго 7 и

.третьего 8 зеркал„ формируют на выходе светоделителя 3 интерференционную картину 18, интенсивность которой преобразуется фотоприемником 11в электрический сигнал, измеряемый блоком 13 регистрации. Ветвь 15 также делится светоделителем 3 на предметный 19 и опорный 20 пучки. Оба пучка 19 и 20, отразившись соответственно от вертикальной грани отражателя 4 и зеркала б и от второго 7 и третьего 8 зеркал, формируют на выходе светоделителя 3 интерференционную картину 21J интенсивность которой преобразуется фотоприемником 10 в электрический сигнал, измеряемый блоком 12 регистрации. Смещение объекта 5 вдоль вертикальной координатной оси приводит к перемещению интерференционных полос картины 18, это ведет к изменению величины электрического сигнала на вьрсоде фотоприемника 11, что регистрируется блоком 13 регистрации. Анапогично для смещения объекта 5 вдоль горизонтальной координатной оси происходит изменение

, величины электрического сигнала на выходе фотоприемника 10, что регистрирзвтся блоком 12 регистрации.

Благодаря тому, что изменение интенсивности обоих интерфереяционHbDc картин за счет смещения объекта 5 измерения вдоль вертикальной и горизонтальной координатных осей происходит независимо одна от другоЙ5 предлагаемое, устройство позволяет раздельно производить измеР-ения по двум координатным осям одновременно что позволяет распшрить область его возможных применений.

удаададдпддапаеыи.ц

L Г

5 6

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее последовательно установленные и оптически связанные источник монохроматического излучения, светорасщепитель, предназначенный для разделения излучения на две ветви, отражатель с двумя взаимно перпендикулярными отражающими гранями, предназначенный для скрепления с контролируемым объектом и размещенный в одной из ветвей излучения так, что одна из его граней перпендикулярна направлению излучения, зеркало, уста/ сО новленное под углом 45 к другой грани отражателя, размещенное в другой ветви излучения и располагаемое на общем основании с контролируемым объектом, фотоприемник и блок регистрации, подключенный к выходу фотоприемника, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерений при одновременном перемещении объекта по двум координатным осям, оно снабжено светоделителем, установленным в ходе обеих ветвей излучения между светорасщепителем и отражателем и перрым зеркалом, вторым зеркалом, установленным на выходе светоделителя так что его отражающая поверхность параллельна рабочей грани светодели теля, третьим зеркалом, размещенным сл на общем основании с контролируемым объектом и оптически связанным со светоделителем через второе зер-, кгшо, зеркальной пирамидой, размещенной на выходе светоделителя так, что ее грани расположены в ходе пучков излучения, один из которых отражен от отражателя и первого зеркала, а другой - от третьего зерка 4 ла, вторым фотоприемником и вторым 00 блоком регистрации, оба фотоприемCj J ника расположены напротив соответстсо вующих граней пирамиды в ходе пучков излучения.