Интерференционный угломер Советский патент 1986 года по МПК G01B11/26 G01B9/02 

1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измереуия угловых перемещений объекта в приборо- и машиностроение.

Цель изобретения - повьшение точности измерения путем повышения чувствительности угломера к угловым перемещениям объекта.

На чертеже приведена принципиальная схема угломера.

Интерференционный угломер содержит осветитель 1, например лазер, светоделительную призму 2, опорный отражатель 3, светоделитель 4, и дв фотоприемника 5 и 6, образующие интерферометр Майкельсона, зеркальный ромб 7, отражательный блок 8, состоящий из двух пар п-угловых зеркал 9 и 10, установленных парад: лельно, и концевого зеркала 11, зеркальную трапецию 12, блок 13 обработки сиг- нала, блок 14 управления и ротор 15 предназначенный для скрепления с контролируемым объектом.

Схема содержит также индикатор 16, блок 17 регистрации, промежуточ

ную муфту 18, узел 19 сцепления муф ты с зеркальной трапецией 12, узел 20 сцепления муфты с отражательным блоком, основание (статор) 21, узел 22 сцепления основания с зеркальной трапецией, узел 23 сцепления основания с отражательным блоком.

Отражательный блок и зеркальная трапеция установлены с возможностью раздельного реверсивного вращения относительно оси ротора.

Интерференционный угломер работает следующим образом.

Пучок света от осветителя 1, пройдя светоделительную призму 2, разделяется на два. Один из них направляют на опорный отражатель 3 интерферометра Майкельсона, а другой- в зеркальный ромб 7.Зеркальный ромб смещает пучок лучей параллельно падающему и направляет его на входное зеркало первой пары п-угло- вых зеркал 9 отрицательного блока 8. Отраженный от него пучок, пройдя зеркальную трапецию 12, попадает на первое угловое зеркало второй пары п-угловык зеркал 10 отражательного блока, которое возвращает его на угловое зеркало первой пары п-угло- вых зеркал 9, которое возвращает пучок на второе угловое зеркало второй пары угловых зеркал 10. После

5

0

5

0

5

0

5

50

55

пот)ажении пучка между угловыми заркс шами 9 и 10, пройдя при этом каждый раз зеркальную трапецию, нап-- равляют его на концевое зеркало 11, скреплённое с первой парой угловых зеркгш 9, которое возвращает пучок по тому же пути на светоделительную призму 2 интерферометра, где они, складашаясь с пучком, отраженным опорным отражателем 3, интерферируют между собой. Суммарный световой сигнгш, принимают двумя фотоприемниками 5 и 6, обрабатывают его в блоке 13 обработки и результаты обработки выводят на индикатор 6 и в блок 17 регистрации. При угловых разворотах объекта (не показан) поворачивается ротор 15 и скрепленный с ним отражательный блок 8 или зеркальная трапеция 12. -в результате поворота отражательного блока 8 (зеркальной трапеции 12) изменяется угол наклона пучков, канализируемых через зеркальный ромб 7, что приводит к изменению длины оптимального пути между угловыми зеркалами отра- жатепьного блока. Проходя 2п раз между двумя парами угловых зеркал в прямом и обратном ходе излучения, разность хода информационного пучка возрастает пропорционально в 2п раз,, что позволяет повьшать чувствительность устройства и, как следствие этого, проводить измерения с большей точностью. Изменение разности хода приводит к смещению интерференционной картины, которая фиксируется фотоприемниками 5 и б. I

Наличие двух фотоприемников и

включение их по дифференциальной схеме в блоке 13 обработки сигнала позволяет определять направление перемещения объекта.

Соединение отражательного блока 8 или зеркальной трапеции 12 с ротором 15 или статором 2 осу1цест- вляют с помощью узлов 19, 20, 22 и 23 сцепления.

изобретения

Интерференционный угломер, содержащий осветитель, двухлучевой интерферометр, ротор, предназначенный для скрепления с объектом контроля, отражательный блок,, установленный на роторе, блок обработки сигнала и блок управления, отличаю31

и и с я тем, что, с целью повьщге- ния .точности измерения, он снабжен зеркальным ромбом и зеркальной трапецией, отражательный блок выполнен из оптически связанных двух параллельных пар п-угловых,зеркал-и концевого зеркала, скрепленного с одной из пар п-угловых зеркал, зеркальный ромб расположен по ходу излучения между интерферометром и отражатель458784

ным блоком и его отражающие грани наклонены к оси вращения ротора под углом 45°, зеркальная трапеция расположена между двумя параллельны- 5 ми парами п-угловых зеркал и его отражающие грани параллельны оси вращения ротора и одна другой, а отражательный блок, зеркальный ромб и трапеция установлены с возможностью 10 поворота вокруг оси вращения ротора.

Интерференционный угломер предназначен для измерения угловых перемещений объектов. Целью изобретения является повышение точности измерения. Пучок света делят делительной призмой на две.. Один из них направляют на опорный отражатель двухлуче- вого -интерферометра Майкельсона, а другой с помощью зеркального ромба - на отражательный блок интерферометра. Отражательный блок выполнен из оптически связанных двух параллельных пар п-угловых зеркал и концевого зеркала, скрепленного с одной из пар. Между двумя парами угловых зеркал установлена зеркальная трапеция,, отражающие грйни которой параллельны оси вращения объекта. При угловых разворотах объекта одновременно с ним поворачивается зеркальный ромб и отражательный блок. В результате поворота отражательного блока изменяется длина пути информационного пучка. Выполнение отражательного блока из двух параллельных пар п-угловых зеркал обеспечивает многократное прохождение информационного пучка внутри отражателя. Проходя 2п раз между двумя парами угловых зеркал, в прямом и обратном ходе излучения разность хода информационного пучка возрастает в 2п раза. После отражения .от концевых элементов информационный и опорный пучки пространственно совмещают, получая их интерференцию, по смещению которой фотометрическим методом судят об угловых разворотах объекта. I ил. (Л 1C NI ел 00 00

J-23 22 yJ

ю

Составитель Н.Солоухин Редактор А.Козориз Техред М.Ходанич Корректор М.Шароши

.

Заказ 3985/31 Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4