Интерференционное измерительное устройство Советский патент 1986 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле и перемещений.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения погрешностей от шумов и флуктуации.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - функции распределения разности фаз по полю изображения, изменения распределения разности фаз и их среднее значение.

Устройство содержит оптический сканирующий интерферометр 1, установленный па его выходе фотоэлектрический преобразователь 2, подключен- ньй к нему блок 3 измер-ения разности фаз и опорный генератор 4, связанный со сканирующим интерферометром 1 и блоком 3 измерения разности фаз. Фотоэлектрический преобразователь 2 выполнен в виде позиционно- чувствительной матрицы, блок 3 измерения разности фаз выполнен многоканальным, устройство имеет также блок 5 усреднения изменений разности фаз, входы которого подключены к выходам блока 3 измерения разности фаз.

Устройство работает следующим образом.

В (птическом сканирующем интерферометре 1 формируется движущаяся интерференционная картина в соответствий с сигналом опорного генератора 4, которая воспринимается фотоэлектрическим преобразователем 2. Интенсивность света преобразуется в электрический сигнал независимо в каждой фоточувствительной ячейке матрицы фотоэлектрического преобразователя 2 Размеры всего поля зрения фотоэлектрического преобразователя 2 близки к диаметру D выходного пучка оптического сканирующего интерферометра 1, а каждая фоточувствительная ячейка имеет размер d, определяемьй соотношением d 0,5 ,,,, где В - минимальная ожидаемая величина ширины интерференционной полосы. Сигнал от каждой ячейки поступает в блок 3 измерения разности фаз, в котором определяется фазовый сдвиг этого сиг

нала по отношению к сигналу опорного генератора 4. Для этого блок 3 измерения разности фаз выполнен многоканальным, например в виде набора фазовых детекторов по числу фоточувствительных ячеек матрицы преобразователя 2. При перемещении объекта изменяются значения разности фаз на выходах блока 3 измерения разности фаз для различных точек интерференционной картины. Эти изменения накапливаются от точки к точке и усредняются в блоке 5 усреднения изменений разности фаз, например путем их суммирования и деления полученной суммы на число фоточувствительных ячеек. При этом определяется среднее значение изменений разности фаз по полю изображения.

Среднее значение изменений разности фаз ДФррНе зависит от угла наклона функций распределения дФ,, АФ

А S

ДФр и, следовательно, от изменений

угла наклона. В указанном примере эти изменения в одном случае соответствуют разности АФ5 - АФ(, а в другом лФв - АФд. При усреднении получаем в обоих случаях д Ф,, ЛФ2 - АФ, .

Формула изобретения

Интерференционное измерительное устройство, содержащее оптический сканирующий интерферометр, фотоэлектрический преобразователь, установленный на его выходе, блок измерения разности фаз, подкпюченньш к фотоэлектрическому преобразователю, и опорньй генератор, связанный со ска- нирукнцим интерферометром и с блоком

измерения разности фаз, о-т л и ч а- ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено блоком усреднения изменений разности фаз, фотоэлектрический преобразователь выполнен в виде позици- . онно-чувствительной матрицы, блок измерения разности фаз вьтолнен многоканальным, число каналов равно числу ячеек матрицы фотоэлектрического преобразователя, а блок усреднения подключен к выходам каналов блока измерения разности фаз.

4Ф

ЛФ -ЛФА

лФв-лФл

Редактор Н.Горват

Заказ 5214/36 Тираж 670 Подписное

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

Фиг. 2

Составитель Е.Глаэкова

Техред Л.Олейник Корректор Л.Патай

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле длин и перемещений. Цель изобретения - повьппение точности измерений за счет уменьшения погрешностей от апумов и флуктуации. Устройство устранить влияние нестаби, -ности угла наклона интерференционных полос и фазовьгх помех в оптическом интерферометре 1 путем усреднения изменений разности фаз по полю изображения, осуществляемого цепочкой из соединенных последовательно преобразователей 2 в виде матрицы, блока 3 измерения разности фаз и блока 5 усреднения . 2 ил. Фср иг.1