Интерференционный способ измерения положения объекта Советский патент 1991 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для контроля положения объекта.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения положения неподвижных объектов.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ.

Устройство состоит из оптически связанных лазера 1, линзы 2, светоделителя 3, предназначенного для оптической связи с контролируемым объектом, и зеркала 4 с виброприводом 5, оптически связанных с зеркалом 4 через светоделитель 3, диафрагмы 6 и фотоприемников 7 и 8, последовательно соединенных усилителя 9, вход которого подключен к выходу фотоприемника 7, компаратора 10 и сумматора 11, последовательно соединенных усилителя 12, вход которого подключен к выходу фотоприемника 8. компаратора 13 и схемы 14 совпадений, выход которой подключен к первому управляющему входу сумматора 11. генератора 15, первый выход которого подключен к входу вибропривода 5, компаратора 16, включенного между вторым выходом генератора 15 и вторым управляющим входом сумматора 11, шифратора 17 знака, вход которого подключен к второму выходу генератора 15, и задатчика 18 кода длины волны, выход которого подключен к опорному входу сумматора 11.

Способ реализуют следующим образом.

Пучок света от лазера 1 фокусируется линзой 2 через светоделитель 3 на зеркале 4 и поверхности объекта 19. В обратном ходе отраженные от зеркала 4 и обьекта 19 пучки совмещаются светоделителем под нулевым углом,образуют интерференционное поле, которое анализируется диафрагмой 6 с отверстиями в центре и на краю. Фотоприемники 7 и 8 регистрируют изменение потока света, прошедшего через отверстия. Движение центра отраженного от зеркала 4 опорного пучка осуществляется с помощью зеркала 4, которое приводится в колебательное движение виброприводом 5 от непрерывного сигнала опорного генератора 15 Это вызывает изменение интенсивности

Ё

3

О

о :сл

света в центре и на краю интерференционного поля соответственно.

Сигналы с фотоприемников 7 и 8, усиленные усилителями 9 и 12, подаются на компараторы 10 и 13, которые дискретизи- руют фазу сигналов так, что одному периоду сигнала соответствует один импульс. Образованные таким образом импульсы подаются на схему 14 совпадения. Одновременно импульсы с компаратора 10 подаются на вход сумматора 11, который начинает и заканчивает счет этих импульсов по сигналам, подаваемым на его управляющие входы. На второй управляющий вход подаются импульсы начала счета от генератора 15 через компаратор 16 в момент перехода зеркалом 4 центра сходящегося опорного пучка. На первый управляющий вход сумматора 11 подаются импульсы конца счетасосхемы 14 совпадения при синфазных состояниях сигналов,

Таким образом, за период колебаний зеркала 4 в сумматоре запоминается число п импульсов, ограниченное моментами прохождения зеркала 4 через центр сходящегося опорного пучка и синфазного состояния сигналов с центра и края интерференционного поля. Данное число прямо пропорционально удаленности объекта от центра сходящегося измерительного пучка. Через задатчик 18 в сумматор 11 вводится код Я длины волны. Сумматор 11 перемножает величины п и Я и на его выходе формируется код расстояния от объекта 19 до фокальной плоскости линзы 2. Знак величины Z0 определяется знаком полуволны сигнала с генератора 15 и выводится в виде кода с шифратора 17.

Формула изобретения Интерференционный способ измерения положения объекта, заключающийся в

формировании интерференционного поля путем совмещения расходящихся опорного пучка и измерительного пучка, центр которого зависит от положения контролируемого объекта, преобразовании интенсивности излучения в двух несимметричных относительно центра интерференционного поля точках в электрические сигналы и сравнении фаз электрических сигналов, отличающийся тем, что, с целью

расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения положения неподвижного объекта, центр расходящегося опорного пучка перемещают вдоль оптической оси пучка от нулевого

до крайнего положения, определяемого диапазоном измерений, регистрируют количество периодов одного из электрических сигналов с момента прохождения центром опорного пучка нулевого положения до момента равенства фаз электрических сигналов, а положение объекта определяют по зарегистрированному количеству периодов.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения положения неподвижных объектов. Способ заключается в формировании интерференционного поля расходящихся опорного и измерительного пучков и определении момента совпадения фаз измерений интенсивности излучения в центре и на краю интерференционного поля. 1 ил.