Способ измерения колебаний объекта и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК G01B9/00 

11

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитудно-временных параметров акустических колебаний.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем использования в качестве сигнала расстройки рабочей точки фазовое рассогласование интер- ферируюпшх лучей с помощью второй интерференционной картины.

Устройство.обеспечивает стабилизацию оптической фазы интерферометра при изменении интенсивности лазерного излучения.

На чертеже представлена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит лазер 1, расположенные последовательно по ходу излучения светоделитель 2, зеркала 3 и 4, расположенные в одной плоскости пьезопреобразователи 5 и 6, на которых закреплены соответственно зеркала 3 и 4, Пьезопреобразователи 5 и 6 закреплены на пьезопреобразователе 7 По ходу отраженного от светоделителя 2 излучения расположены фотоприемники 8 и 9. Фотоприемник 8 электрически связан с блоком 10 регистрации, а фотоприемник 9 - с системой 11 отрицательной обратной связи, выходы которой связаны с пьезопреобразова- т елями 5 и 7. Источник 12 регулируя-- мого опорного напряжения электрически связан с пьезопреобразователем 6,

Устройство работает следующим образом.

Расширенный до -необходимости диаметра лазерный луч направляется на светоделитель 2, где он расщепляется на два луча, один из которых отражается от объекта 13, а другой - от зеркал 3 и 4, Луч, отраженный от зеркала 4 и луч, отраженный от поверхности объекта 13, образуют первую интерференционную картину, которая проецируется на фотоприемник 8, а лучи, отраженные от зеркала 3 и от поверхности объекта 13, образуют вторую ин- терференпионную картину, которая проецируется на фотоприемник 9, подключенный к системе отрицательной обратной связи, выполненный в виде экстремального регулятора и включающий генератор 14 опорной частоты. При подаче на пьезопреобразователь 5 от генератора 14 синусоидального напряжения

32

с частотой UQ происходит модуляция интенсивности второй интерференционной картины и на выходе фотоприемника 9 вырабатывается синусоидальный

электрический сигнал, частота и фаза которого зависят от фазы интерференционной картины. Если фаза интерференционной картины точно равна 2in ir, то частота электрического сигнала

фатоприемника 9 равна 2(0, если фаза не равна 2m ii , то в сигнале присутствует составляющая с частотой W, причем фаза этой составляющей относительно фазы опорной частоты генератора 14 определяется знаком отклонения фазы интерференционной картины от точки сро 2т П . Система 1 1 отрицательной обратной связи выделяет из сигнала фотоприемника 9 сигнал с

частотой СО,,, сравнивает фазу этого сигнала с фазой опорного сигнала и вырабатывает управляющий сигнал, который поступает на пьезопреобразователь 7 для подстройки фазы в точке

.

Таким образом, происходит жесткая стабилизация фазы второй интерференционной картины. Фаза первой интерференционной картины жестко связана с

фазой второй картины, так как пьезопреобразователи 5 и 6 закреплены на пьезопреобразователе 7, и может плавно регулироваться постоянным регулируемым напряжением от источника 12.

Формула изобретения

1.Способ измерения колебаний объекта, заключающийся в тоМ} что

формируют интерференционную картину, регулируют разность фаз интерферирующих лучей, выбирают и стабилизируют рабочую точку интерференционной картины и измеряют параметры колебания

объекта по изменению параметров интерференционной картины, отличающий ся тем, что, с целью повыщения точности измерения, формиуют вторую интерференционную картину, связывают обе интерференхщонные картины по фазе и стабилизируют рабо-- чую точку интерферометра по разности фаз интерферирующих лучей второй картины, равной 2iii iT, где m - целое чисо.

2.Устройство измерения колебаний объекта, содержащее лазер, расположенные последовательно по ходу излу313157934

чения светоделитель, заркало, пьезо-образователем, на котором закреплено

преобразователь, на котором закрепле-второе зеркало, источником регулируено.зеркало, расположенные на ходу от-мого постоянного напряжения, подклюра(женного от светоделителя излученияченным к второму пьезопреойразоватеэлектрически связанные фотоприемник, лю, вторым фотоприемником, оптически

систему отрицательной обратной связи,связанным с вторым зеркалом через

выход которой соединен с пьезопреоб-светоделитель и электрически - с Слоразователем, и блок регистр ации, о т-ком регистрации, третьим пьезопреобличающееся тем, что, с це-разователем, на котором закреплены

лью повышения точности измерения,fOпервый и второй пьезопреобразователи,

оно снабжено вторым зеркалом, расно-подключенным к системе отрицательной

ложенным по ходу излучения в плоско-обратной связи, которая выполнена в

сти первого зеркала, вторым пьезопре-виде экстремального регулятора.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения амплитудно-временных параметров акустических колебаний. Цель изобретения - повышение точности измерения - достигается тем, что в качестве сигнала расстройки рабочей точки используется фазовое рассогласование интерферирующих лучей с помощью второй интерференционной картины, а также тем, что устройство обеспечивает стабилизацию оптической фазы интерферометра при изменении интенсивности лазерного излуче13 НИН. Излучение проходит через светоделитель 2 и попадает на зеркала 3 и 4, закрепленные соответственно на пьезопреобразователях 5 и 6, которые закреплены на пьезопреобразователе 7. Отраженные от зеркала 4 и объекта 13 лучи образуют первую интерференционную картину, проецируемую на фотоприемник 8. Лучи, отраженные от зеркала 3 и объекта 13, образуют вторую интерференционную картину, которая регистрируется фотоприемником 9, подключенным к системе 11 отрицательной обратной свйзи, соединенной с пьезо- преобразователем 5 и определяющей сигнал рассогласования и фазы второй интерференционной картины от точки 2т1Г. Система 1 1 вырабатывает управляющий сигнал на пьезопреобразователь 7, который стабилизирует рабочую точку интерферометра, а фаза первой интерференционной картины регулируется напряжением источника 12. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. ; (/ :л со САЭ