Устройство для измерения перемещений объекта Советский патент 1989 года по МПК G01B11/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к первичным преобразователям с использованием дифракционных решеток в качестве мер.

Целью изобретения является повышение точности путем обеспечения дополнительного фазового сдвига интерфери- руюсу х пучков.

На чертеже изображено устройство для измерения перемещений объекта.

Устройство содержит меру 1, установленные с одной стороны меры 1 лазер 2 с коллиматором 3, отражающий элемент 4, светоделительный кубик 5, два фотоприемника 6, установленные с другой стороны меры 1 первую фазовую

пластину 7 и первый отражатель 8, вторую фазовую пластину 9 и второй отражатель 10, светоделитель 11, установленный по ходу коллимированного излучения лазера 2 между коллиматором 3 и мерой 1 так, что он оптически связан с отражаю1цим элементом А, который оптически связан с мерой и ориентирован таким образом, что отраженное им излучение поступает на меру 1 под углом дифракции с/ излучения на мере 1 симметрично излучению L ,, прошедшему светоделитель 11, зеркальную призму 12, установленную по ходу дифрагированного мерой 1 излучения L , и LI между первой фазовой

сл

tsD

СЛ

4:

00

пластиной 7 и второй фазовой пластиной 9, вторую зеркальную призму 13, установленную по ходу отраженного первой зеркальной призмой 12 излучения на одной оси с ней и светодели- тельным кубиком 5, два зеркала 14, размещенные на пути двух пучков отраженного второй призмой 13 излучени симметрично оси, образованной первой зеркальной-прнзмой 12 и светодепи- тельным кубиком 3 так, что отраженны зеркалами 14 пучки Lj и L излучения пересекаются на пересечении указанной оси с мерой I, отражатели 8, 10 предназначены для связи с объектом, установлены с возможностью перемещения в направлении, параллельном плоскости меры 1,и связаны жесткой связь, а мера 1 выполнена в виде радиального растра.

Устройство работает следующим образом.

Излучение лазера 2 проходит коллиматор 3 и попадает на светодели- тель 11, который делит его на две, части. Отраженное светоделителем 11 излучение L , идет на отражающий элемент 4, а после него - на меру 1 под углом дифракции Ц излучения на ме- ре 1 симметрично излучению L, прошедшему светоделитель 11. Дифрагировавшее на мере 1 излучение L, и L/x поступает на зеркальную призму 12, -установленную между первой фазовой пластиной 7 и второй фазовой пластиной 9, и отражается этой призмы 12 в противоположных направлениях,

Излучение Ь проходит первую фазовую пластину 7, отражается первым отражателем 8, снова проходит первую фазовую лпастину 7, возвращается на зеркальную призму 12 и, отразившись от нее, идет на вторую зеркальную призму 13. Аналогично излучение L, проходит вторую фазовую пластину 9, отражается вторым отражателем 10, снова проходит вторую фазовую пластину 9, возвращаешься на зеркальную призму 12 и, отразившись от нее, идет на вторую зеркальную призму 13 Эв-а призма 13 отражает излучение L, и L в противоположных направлениях и оно попадает на зеркала 14, которые отражают его симметрично оси, образованной первой зеркальной приз- мой 12 и светоделительным кубиком 5 под углом ±tfmK ЭТОЙ ОСИ так, что отраженные зеркалами 14 пучки L

Q о

5 «

Q 5

5

и L)| излучения пересекаются на пересечении указанной оси с мерой 1 и интерферируют. Проинтерферировавшее излучение L 2. светоделитель- ный кубик 5 поступает на фотоприемники 6 В процессе измерений меру 1, выполиенну1Э в виде радиального растра, вращают. Одновременно с зтим происходит перемещение отражателей 8 и 10, предназначенных для связи с объектом и связанных между собой жесткой связью. Угловую скорость вращения меры 1 согласуют с линейной скоростью перемещения отражат{елей 8 и 10 по расчетным соотношениям, Формула изобретения

Устройство для измерения перемещений объекта, содержащий меру, установленные с одной стороны меры лазер с коллиматором, отражающий элемент, светоделительный кубик и два фотоприемника и установленные с другой стороны меры первую фазовую пластину и первый отражатель, вторую фазовую пластину и второй отражатель, отличающееся тем, 4TOj с целью повышения точности, оно снабжено светоделителем, установленным по ходу коллимированного излучения лазера между коллиматором и мерой так, что он оптически связан с отражающим элементом, который оптически связан с мерой и ориентирован так, что отраженное им излучение поступает на меру под углом дифракции излучения на мере симметрично излучению, прошедшему светоделитель, зеркальной призмой, установленной по ходу дифрагированного мерой излучения между первой фазовой пластиной и второй, второй зеркальной призмой, установленной по ходу отраженного первой зеркальной призмой излучения на одной оси с ней и светоделительным кубиком, двумя зеркалами, размещенными на пути двух пучков отраженного второй призмой излучения сиютетрично оси, образованной первой зеркальной призмой и светоделительным кубиком так, что отраженные зеркалам1{ пучки излучения пересекаются на пересечении указанной оси с мерой, отралсател1{ предназначены для связи с объектом, установлены с возможностью перемещения в направле- нин, параллельном плоскости меры, и связаны жесткой связью, а мера выполнена в виде радиального растра.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к первичным преобразователям с использованием дифракционных решеток в качестве мер. Целью изобретения является повышение точности путем обеспечения дополнительного фазового сдвига интерферирующих пучков. Излучение лазера проходит коллиматор и попадает на светоделитель, который делит его на две части. Отраженное светоделителем излучение идет на отражающий элемент, а после него-на меру под углом дифракции излучения на мере симметрично излучению, прошедшему светоделитель. Дифрагировав на мере, излучение поступает на зеркальную призму, которая направляет одну часть на первую фазовую пластину и первый отражатель, а другую - на вторую фазовую пластину и второй отражатель. Отражатели возвращают излучение на призму и оно, отразившись от нее, поступает на вторую зеркальную призму. Эта призма направляет два пучка излучения на зеркала, а они сводят пучки на мере под углами дифракции к ее оси. Пучки интерферируют. Проинтерферировавшее излучение через светоделительный кубик поступает на фотоприемники. 1 ил.