Интерференционный измеритель углов поворота объектов Советский патент 1991 года по МПК G01B11/26 

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

Цель изобретения - уменьшение габаритов за счет выполнения формирователей опорного и информационного пучков лучей в одном блоке отражателей,

На фиг.1 представлена функциональная схема интерференционного измерителя; на фиг.2 - схема отражательного блока.

Интерференционный измеритель угла поворота объектов содержит (фиг.1) источник когерентного коллимированного излучения, выполненный в виде лазера 1 и телескопической системы 2, светоделитель 3, отражательный блок 4 и блок 5 регистрации, оптически связанный через светоделитель с отражательным блоком 4.

Отражательный блок 4 выполнен в виде кюветы 6 с плоским дном 7, заполненной иммерсионной жидкостью 8, и четырехгранной пирамиды 9 с углом при вершине 90°, на боковые поверхности 10 которой нанесено светоделительное покрытие, установленной в кювете 6 так, что ее основание оптически связано через светоделитель 3 с источником когерентного коллимированного излучения, плоское дно 7 кюветы 6 параллельно основанию ч.етырехгранной пирамиды 9 и на его поверхность нанесено зеркальное покрытие, вершина четырехгранной пирамиды 9 касается дна 7 кюветы 6, а показатель преломления иммерсионной жидкости 8 равен показателю преломления четырехгранной пирамиды 9.

Интерференционный измеритель работает следующим образом.

Когерентный коллимированный световой пучок лазера 1 расширяется телескопической системой 2 и направляется через светоделитель 3 на отражательный блок 4, предназначенный для скрепления с контролируемым объектом (не показан). Попадая на отражательный блок 4, пучок лучей делится на пять пучков лучей. Первый опорный .пучок лучей отражается от свето- делительных боковых поверхностей 10 четырехгранной пирамиды 9 и посылается в обратном направлении, сохраняя угловую ориентацию падающего пучка лучей. Остальные информационные четыре пучка лучей проходят ч-ерез светоделительные боковые поверхности 10 четырехгранной пирамиды 9, отражаются от зеркального покрытия плоского дна 7 кюветы 6 и посылаются в обратном направлении. После отражательного блока 4 пучки лучей отражаются от светоделителя 3 и регистрируются блоком 5 регистрации. Если плоское дно 7

кюветы 6 перпендикулярно оси падающего пучка лучей, то разность хода между пучком лучей, отразившимся от боковых поверхностей 10 четырехгранной пирамиды 9, и пучками лучей, отразившимися от плоского дна 7 кюветы 6 после прохождения боковых поверхностей 10 четырехгранной пирамиды 9, будет равна нулю, что соответствует интерференционной полосе бесконечной ширины.

При повороте контролируемого объекта на угол а плоское дно 7 кюветы 6 будет так же располагаться под углом а к оси падающего пучка лучей, что приводит к угловому

рассогласованию пучков лучей, отраженных от плоского дна 7 кюветы 6, по отношению к падающему пучку лучей. В этом случае в плоскости анализа блока 5 регистрации образуется интерференционная картина, содержащая четыре зоны интерференции с направлениями итерференционных полос, попарно ортогональных одна другой. Ширина интерференционных полос пропорциональна величине угла поворота объекта.

Блок 5 регистрации измеряет ширину интерференционных полос и формирует сигнал, определяющий угол поворота контролируемого объекта по двум координатам.

Указанное выше выполнение отражательного блока 4 позволяет уменьшить габариты интерференционного измерителя угла поворота объекта.

Формула изобретения

Интерференционный измеритель угла поворота объектов, содержащий источник когерентного коллимированного излучения, светоделитель, отражательный блок, предназначенный для скрепления с контролируемым объектом, и блок регистрации,

, оптически связанный через светоделитель с

отражательным блоком, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения габаритов,

отражательный блок выполнен в виде кюветы с плоским дном, заполненной иммерсионной жидкостью, и четырехгранной пирамиды с углом при вершине 90°, на боковые поверхности которой нанесено светоделительное покрытие, установленной в

0 кювете так, что ее основание оптически связано через светоделитель с источником когерентного коллимированного излучения, плоское дно кюветы параллельно основанию четырехгранной пирамиды и на его по5 верхность нанесено зеркальное покрытие, вершина четырехгранной пирамиды касается дна кюветы, а показатель преломления иммерсионной жидкости равен показателю преломления четырехгранной пирамиды.

ю

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля угла поворота объектов. Целью изобретения является уменьшение габаритов интерференционного измерителя за счет выполнения формирователей опорного и информационного пучков лучей в одном блоке отражателей. Когерентный коллимированный световой пучок лазера 1 расширяется телескопической системой 2 и направляется через светоделитель 3 на отражательный блок 4, предназначенный для скрепления с контролируемым объектом. Попадая на отражательный блок 4, пучок лучей делится им на пять пучков лучей, которые, отразившись от светоделителя 3, регистрируются блоком 5 регистрации. Если плоское дно кюветы перпендикулярно падающему пучку лучей, то после отражательного блока 4 пять пучков лучей будут параллельны, что соответствует интерференционной полосе на блоке 5 регистрации бесконечной ширины. Поворот контролируемого объекта на угол α приводит к аналогичному повороту плоского дна кюветы, что приводит к появлению угла между опорным пучком, после отражения падающего пучка лучей от четырехгранной пирамиды, по отношению к четырем информационным пучкам лучей, отразившихся от плоского дна кюветы. В этом случае на блоке 5 регистрации образуется интерференционная картина, содержащая четыре зоны интерференции с направлениями интерференционных полос, попарно ортогональных одна другой, ширина которых пропорциональна углу поворота контролируемого объекта. 2 ил.

Фиг. 2