Оптический способ определения перемещений объекта Советский патент 1990 года по МПК G01B11/16 

Изобретение относится к измерительной технике, к определению деформаций и перемещений оптическими методами и является усовершенствованием способа по авт.св. № 1465696.

Цель дополнительного изобретения - расширение диапазона определяемых перемещений посредствам разъюстирова- ния измерительного интерферометра.

На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего способ; на фиг..2- схема разъюстнрованного интерферометра Фабри-Перо; на фиг. 3 - функция пропускания интерферометров при равных базах (t t г); на фиг. 4 - то же, при разных базах (tt t2); на фиг. 5 - то же, при разных базах (tj 2/3tf); на фиг. 6 - функция пропускания устройства при изменении

базы (расстояния между пластинами) сканируемого интерферометра.

Способ осуществляется с помощью оптического устройства для определения перемещений (фиг. 1), содержащего широиолостный источник 1 излучения, и расположенные по ходу пучка излучения микрообъектив 2, волоконный световод 3, микрообъектив 4, измерительный интерферометр 5, микрообъектив 6, волоконный световод 7, микрообъектив 8, сканируемый интерферометр 9, блок 10 управления базой, микрообъектив 11, фотоприемник 12 и соединенные с ним блок 13 регистрации (например, осциллограф), соединенный с блоком 14 управления (генератор пилообразного напряжения). Сканирование интерферометра 9 осуществСП

00

ОЭ

N)

ляется блоком 10 управления базой, на который подается сигнал с блока 14 управления.

Разъюстированный измерительный интерферометр 5 (фиг. 2) представляет собой два зеркала 15 и 16, между которыми расположены две кварцевые прокладки 17 и 18, разница толщин которых равна диапазону перестрой ки сканируемого интерферометра. Угол при вершине определяется выражением

х. / arcctg

MdKC ----т

верхнии предел измеряемого перемещения; диапазон изменения базы

(расстояния- между пластинами) сканируемого интерферометра. угол d не должен превышать ед, .описываемой выраже1

пред a cctg

jdn Лер

,rfle.dft - диаметр светового пучка,

проходящего через чувствительный интерферометр; Дср.- средняя длина волны излучения источника 1„ Способ осуществляется следующим образом.

Формируют поток излучения . Излучение от широкополосного источника 1 через микрообъектив 2 вводится в волоконный световод 3 и доставляется к чувствительному элементу - разъюс- тированному интерферометру 5„ Измеряемое перемещение вызывает переме™ щение интерферометра 5 вдоль оси х (фиг. 1). При этом данному перемещению х соответствует база (расстояние между пластинами) интерферометра t. Перемещению х, (фиг. 2) соответствует база tj, перемещению х 2- t и т.д. Излучение в виде параллельного пучка для интерферометра 5 формируется объективами 4 и 6. Спектральный состав излучения на выходе измери0

5

0

5

0

5

40

тельного интерферометра 5 определяется его базой и, следовательно, измеряемым перемещением. Функция пропускания измерительного интерферометра описывается функцией Эйри.

Излучение с выхода интерферометра 5 поступает в световод 7 и доставляется к сканируемому интерферометру 9, база которого периодически иэменяет- i ся на величину /It, равную разнице толщины кварцевых прокладок разъюсти- рованного интерферометра (фиг. 2). При равенстве баз интерферометров 5 и 7 (фиг. 1) функции их пропускания полностью совпадают (фиг. 2) и светом пропускание устройства максимально. При разных или кратных базах имеют место ситуации, изображенные на фиг.4 и 5 соответственно. Сигнал S, получаемый на блоке 13 регистрации, имеет вид, изображенный на фиг. 6, Он представляет собой функцию пропускания устройства при измерении базы сканируемого интерферометра t .Блок регистрации выделяет основной максимум сигнала, по положению которого можно однозначно определить величину измеряемого перемещения.

Форм у л а изобретения

Оптический способ определения перемещений объекта по авт.св. № 1465696, отличающийся тем, что , с целью расширения диапазона определяемых перемещений, после формирования потока излучения разъюстируют измерительный интерферометр до величины угла oi между его пластинами, определяемой по формуле

45

о arcctgм«кс

2ПГ

где х жакс-.верхний предел измеряемого перемещения;

5t - диапазон измерения расстояния между пластинами сканируемого интерферометра.

11

Ю 9

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение диапозона определяемых перемещений посредством разъюстировки измерительного интерферометра. Для этого формируют поток излучения, которое вводят в волоконный световод и доставляют к чувствительному элементу - разъюстированному интерферометру. Излучение с выхода интерферометра по волоконному световоду поступает к сканируемому интерферометру, база которого периодически изменяется. Излучение с выхода сканируемого интерферометра подают на блок регистрации. Сигнал, получаемый в блоке регистрации, представляет собой функцию пропускания устройства при изменении базы сканируемого интерферометра. Блок регистрации выделяет основной максимум сигнала, по положению которого можно однозначно определить величину измеряемого перемещения. 6 ил.

Фиг.2

Фиг.1

в-

-AlAJUL

Фиг.3