Интерферометр для измерения углов Советский патент 1988 года по МПК G01B11/26 

tpu.z.i

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения углов поворота объектов.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения углов поворота объекта за счет установки триппель-призм на шкивах, ось поворота которых параллельна оси поворота платформы, скрепляемой с объектом измерения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема интерферометра; на фиг. 2 - положение трех шкивов на платформе.

Интерферометр содержит основание 1, последовательно установленные на основании 1 измеритель 2 перемещения, компенси- руюш.ее устройство 3 в виде каретки 4, установленной с возможностью перемешения вдоль двух взаимно перпендикулярных осей, одна из которых параллельна оптической оси измерителя 2 перемешений, последовательно установленных на каретке 4 отражателя 5 с отражаюш:.им и пропускающим покрытием (коэффициент пропускания 5-10%) и двух координатно-чувствительных фотоприемников 6 и 7, размещенных на оптической оси измерителя 2 перемеш.ений, а фотоприемник 7 - на оси, перпендикулярной оптической оси и проходящей через точку ее пересечения с отражателем 5, блока 8 управления, входы которого подключены к фотоприемникам 6 и 7, и привода 9 каретки, входы которого подключены к выходам блока 8 управления, светоделитель 10, входная грань которого оптически сопряжена с отражателем 5, пентапризму 11, входная грань которой оптически сопряжена со светоделитель- ной плоскостью светоделителя 10, платформу 12, установленную с возможностью поворота, три шкива 13-15, первый 13 из которых установлен на основании так, что ось его симметрии совпадает с осью поворота платформы 12, а второй 14 и третий 15 установлены на платформе 12 с возможностью поворота вокруг оси, параллельной оси поворота платформы 12, и связаны с первым шкивом 13 с помощью гибких кольцевых лент 16 и 17 соответственно. Оси всех шкивов 13-15 лежат на одной прямой. Две триппель-призмы 18 и 19 установлены соответственно на втором 14 и третьем 15 шкивах так, что их вершины совпадают с осями поворота шкивов 14 и 15. Платформу 12 скрепляют с объектом измерения (не показан) .

Устройство работает следующим образом.

При повороте платформы триппель-призмы 18 и 19 смещаются параллельно на некоторое расстояние, так как они установлены на шкивах 14 и 15, которые при повороте платформы на угол сх. поворачиваются в противоположную сторону на такой же угол. Триппель-призмы 18 и 19 смешаются по двум

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

взаимно перпендикулярным осям: по оси, параллельной оптической оси измерителя 2 перемещений - друг к другу, а по другой оси - в разные стороны. Смещение триппель-призм 18 и 19 вдоль оптической оси измерителя 2 перемещений вызывает смещение отраженного от них пучка лучей. Этот пучок лучей попадает на координатно-чув- ствительный фотоприемник 7, по сигналу с которого блок 8 управления формирует управляющие сигналы на привод 9 каретки, которая переместит отражатель 5 в положение, при котором пучки лучей после отражения от триппель-призм 18 и 19 попадут в центр координатно-чувствительного фотоприемника 7.

Для компенсации непрямолинейности перемещения каретки 4 служит фотоприемник 6, сигнал с которого поступает на блок 8 управления, формирующий управляющие сигналы на привод 9, перемещающий каретку 4 в направлении оси, перпендикулярной оптической оси измерителя 2 перемещений для компенсации непрямолинейности.

Смещение триппель-призм 18 и 19 вдоль оси, перпендикулярной оптической оси измерителя 2 перемещений, приводит к появлению разности хода между пучками лучей, отраженными от триппель-призм 18 и 19, которая фиксируется измерителем 2 перемешений. Величина этого смещения пропорциональна углу поворота платформы 12. Таким образом, сигнал на выходе измерителя 2 перемещений пропорционален углу поворота платформы 12.

Использование трех шкивов 13-15 и гибких кольцевых лент 16 и 17 обеспечивает параллельное смещение триппель-призм 18 и 19, и при любом угле поворота платформы входные грани этих призм перпендикулярны падающим на них пучкам лучей. Это позволяет увеличить диапазон измеряемых углов по сравнению с известными устройствами, у которых при повороте платформы 12 поворачиваются на такой же угол триппель-призмы, при этом происходит виньетирование пучков лучей, падающих на них.

Формула изобретения

Интерферометр для измерения углов, содержащий основание, последовательно установленные на основании измеритель перемещений, компенсирующее устройство в виде каретки, установленной с возможностью перемещения вдоль двух взаимно перпендикулярных осей, одна из которых параллельна оптической оси измерителя перемещений, последовательно установленных на каретке отражателя с отражающим и пропускающим покрытием и двух фотоприемников, размещенных на каретке так, что один

из них расположен на оптической оси измерителя перемещений, а второй - на оси, перпендикулярной оптической оси и проходящей через точку ее пересечения с отражателем, блока управления, входы которого подключены к фотоприемникам, и привода каретки, входы которого подключены к выходам блока управления, светоделитель, входная грань которого оптически сопряжена с отражателем, пентапризму, входная грань которой оптически сопряжена со све- тоделительной плоскостью светоделителя, платформу, установленную с возможностью поворота, и две триппель-призмы, установленные на платформе так, что их входные грани оптически сопряжены соответственно

0

5

с выходной гранью светоделителя и выходной гранью пентапризмы, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона измеряемых углов поворота, он снабжен тремя шкивами, один из которых установлен на основании так, что его ось симметрии совпадает с осью поворота платформы, а второй и третий установлены на платформе с возможностью поворота вокруг осей, параллельных оси поворота платформы, и связаны с первым щкивом с помощью гибких кольцевых лент, оси всех шкивов лежат на одной прямой, а триппель-призмы размещены соответственно на втором и третьем щкивах так, что их верщины совмещены с осями поворота шкивов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть иснользовано для измерения углов поворота объектов. Целью изобретения является расширение дианазо- на измерения углов поворота объекта за счет установки триппель-призм на шкива.х, ось поворота которых параллельна оси поворота платформы, скрепленной с объектом измерения. При повороте платформы 12 на некоторый угол триппель-призмы 18 и 19 поворачиваются в противоположном направлении на такой же угол и смещаются на некоторое расстояние вдоль двух взаимно перпендикулярных осей, одна из которых параллельна оптической оси измерителя 2 перемещений. Поворот триппель-призм 18 и 19, установленных соответственно на щкивах 14 и 15, обеспечивает кинематическая связь с помощью гибких кольцевых лент 16 и 17 шкивов 14 и 15, выполненных с возможностью поворота, со щкиво.м 13, скрепленным с основанием 1. При этом пучки лучей, падающие на триппель-призмы, всегда перпендикулярны их входпы.м граня.м. Смещение триппель-призм 18 и 19 вдоль оси, перпендикулярной оптической оси измерителя 2 пере- .мещений, приводит к появлению разности хода между эти.мп пучками лучей, которая пропорциональна углу поворота платформы 12. Сигнал на выходе измерителя 2 перемещений пропорционален разности хода пучков лучей, а следовательно, и углу поворота платформы 12. Использование шкивов 13, 14 и 15, связанных между собой гибкими кольцевыми лентами 16 и 17, позволяет обеспечить параллельное смещение триппель- призм 18 и 19 при повороте платформы, что приводит к расширению диапазона измеряемых углов поворота, так как отсутствует виньетирование пучков лучей, падающих на триппель-призмы 18 и 19. 2 ил. (О (Л