Устройство для измерения вектора смещения диффузно отражающих объектов Советский патент 1987 года по МПК G01B11/16 

Изобретение относится к контрольо-измерительной технике и может ыть использовано для измерения векора смещения диффузно отражающих бъектов,

Целью изобретения является повыение точности измерений за счет устранения основной погрешности измерения, связанной с наличием дополнительных интерференционных картин, ормируемых в фокальной плоскости бъектива.

На чертеже представлена схема предложенного устройства,

Устройство содержит источник I когерентного излучения,, установленную по ходу излучения спекл-фотографйю 2j интерферометр 3 сдвига, установлен- ньй по ходу луча измерительного канала, отклоняющий элемент 4, установленный по ходу луча опорного канала, объектив 5, установленньй по ходу

лучей обоих каналов, регулярньй щелевой растр 6, установленный в задней фокальной плоскости объектива, фотоприемники 7 и 8, установленные по ходу лучей опорного и измерительного каналов, резонансньй фильтр 9, вход которого электрически связан с выходом фотоприемника 8, измеритель 10 разности фаз, два входа которого подключены к фОтоприемнику 7 и выходу резонансного фильтра.

Устройство работает следующим образом,

Нерасширенньй луч источника 1 когерентного излучения освещает спекл- фотографию 2, на которой зарегистрирован исследуемьй объект в возмущенном и невозмущенном состоянии, Рас- сеянньй спекл-фотографией свет распространяется по измерительному каналу, прямо прошедщий - по опорному, В измерительном канале за спекл- фотографией расположен интерферометр 3 сдвига, которьй служит для настройки периода интерференционных полос. Интерференционная картина формируется в задней фокальной плоскости объектива 5 на поверхности растра 6, В устройстве может быть использован регулярньй щелевой цилиндрический растр, При перемещении (вращении растра 6 происходит модуляция интерференционных полос, и фотоприемник 6 измерительного канала регистрирует периодически изменяющийся во времени световой Сигнал, Временная зависимость первой гармоники сигнала на выходе фотоприемника 8 имеет вид

Aco5(s7-l-4 l,

с6

где А - амплитуда первой гармоники f

57 - частота первой гармоники;

фуъ

CP - dsino6- фаза первой гармонил

ки;

cf - вектор смещения; / - длина волны света источника когерентного излучения; , угол дифракции света на спекл-фотографии (угол между опорным и измерительным каналами) .

В фазе сигнала, как видно из ()( содержится информация о векторе смё- щения.

Отклоняющий элемент 4, объектив 5 и растр 6 формируют сигнал опорного канала из света, прямо прошедшего спекл-фотографию. При перемещении спекл-фотографии относительно освещающего луча фаза сигнала измерительного канала изменяется в соответствии с изменением вектора смещения. Фаза сигнала опорного канала остается постоянной. Сигналы обоих каналов поступают на входы измерителя 10 раз- юности фаз. Изменение вектора смещения ud определяется из выражения

40

elnci j

5

0

5

где Дц) - разность показаний измерителя разности фаз, соответствующих двум положениям спекл-фотографии; Cid - изменение вектора смещения. Резонансный фильтр 9 служит для подавления высших гармоник, содержащихся в сигнах(е измерительного канала на выходе фотоприемника 8, Фильтр настроен на частоту первой гармоники S7 .

Настройка устройства осуществляется с помощью интерферометра 3 сдвига таким образом, чтобы период интерференционных полос стал равным периоду растра. При этом амплитуда первой гармоники сигнала измерительного канала будет максимальна.

313038

Таким образом, предложенное выполнение устройства при подавлении высших гармоник на 20 дБ позволяет производить измерение вектора смещения с точностью не хуже А/1000 поло- 5 сы.

Формула изобретения

Устройство для измерения вектора смещения диффузно отражающих объек- тов, содержащее источник когерентного излучения, предназначенный для образования от объекта опорного и измерительного оптических каналов, интерферометр сдвига и фотоприемник, установленные последовательно по ходу луча измерительного оптического канала, второй фотоприемник, установ- ленньй по ходу луча опорного оптического канала, объектив, размещен-

ный мелщу интерферометром сдвига и фотоприемниками и,являющийся общим для обоих.каналов, и измеритель разности фаз, два входа которого подключены к соответствующим фотоприемникам, о тличающееся тем, с целью повьпиения точности

1

изчто,

мерений, оно снабжено отклоняющим элементом, установленным по ходу луча опорного канала перед объективом, регулярным щелевьм растром, установленным за объективом в задней фокальной плоскости с возможностью переме- щениЯ перпендикулярно оптической оси объектива, и резонансным фильтром, установленным между первым фотоприемником и измерителем разности фаз, а большая сторона щели растра перпендикулярна плоскости пересечения лучей каналов.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения погрешности, связанной с наличием дополнительных интерференционных картин, формируемых в фокальной плоскости объектива. При перемещении растра 6 происходит модуляция интерференционных полос, и фотоприемник 8 измерительного канала регистрирует периодически изменяющийся во времени световой сигнал. Фаза сигнала опорного канала остается постоянной. Сигналы обоих каналов поступают на входы измерителя 10 разности фаз. 1 ил. 8 . со о ОО 00