Двухкоординатный измеритель перемещений Советский патент 1992 года по МПК G01B9/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению линейных перемещений.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет повышения стабильности интерференционной картины.

На чертеже изображена принципиальная схема двухкоординатного измерителя перемещений.

Двухкоординатный измеритель перемещений содержит последовательно расположенные и оптически связанные лазер 1, телескопическую систему 2, светоделитель 3, два интерферометра, расположенных в отраженном и проходящем пучках после

светоделителя 3. включающие светоделители 4 и 5, подвижные крышеобразные зеркала 6 и 7, установленные на каретке 8. На выходе каждого интерферометра установлены цилиндрические линзы 9, 10 и 11, 12 с возможностью вращения вокруг оптической оси, а в фокальной плоскости их - точечные диафрагмы 13,14 и 15,16 и фотоприемники, соответственно, 17,18 и 19, 20. Длина входной грани а параллелепипеда выбирается равной 2D/sin 45°, ширина b - D/sin 45° tgl, высота - 2D, где D - диаметр входного пучка; I - угол преломдения пучка на входной грани.

Двухкоординатный измеритель перемещений работает следующим образом.

v4 Сл) О СЛ OJ

Пучок света от лазера 1 расширяется телескопической системой 2 и делится по амплитуде светоделителем 3 на два пучка: отраженный и проходящий. Отраженный пучок падает на светоделитель 4, где делится входной гранью а на опорный (преломленный) и измерительный (отраженный). Опорный пучок отражается гранями b и с, возвращается вновь на грань а, где делится полупрозрачным покрытием на два равных по амплитуде пучка.

Измерительный пучок направляется вдоль оси X на двухгранное зеркало 6, отражается от него и возвращается на светоделитель А,на грань а, где нет полупрозрачного покрытия. На грани а пучок преломляется, отражается гранями end, проходит в светоделителе одинаковый путь с опорным пучком и направляется на двухгранное зеркало 6, где, отразившись от него, возвращается обратно на светоделитель 4, в точку деления опорного пучка. После деления измерительный и опорный пучки попарно интерферируют и создают две системы интерференционных полос на цилиндрических линзах 9-12. Цилиндрические линзы 9 -12 ориентируются,своими образующими перпендикулярно интерференционным полосам, что позволяет трансформировать интерференционные полосы в интерференционные отрезки на диафрагмах, увеличить выходной сигнал с фотоприемников и уменьшить влияние неточностей изготовления двухгранных зеркал. Величина перемещения каретки 8 по оси X или Y равна 0,25 N А, где N - число полос (отрезков), проходящих относительно диафрагмы; А- длина волны излучения лазера в воздухе.

Формула изобретения Двухкоординатный измеритель перемещений, содержащий последовательно расположенные лазер, телескопическую

систему и светоделитель, два интерферометра с двумя выходами, оптически связанные со светоделителем, установленные в отраженном и прошедшем светоделитель пучках, и соответственно включающие каждый первый отражатель, второй отражатель, предназначенный для связи с объектом, две точечные диафрагмы, установленные на соответствующих выходах интерферометра, два фотоприемника, расположенные за соответствующими диафрагмами, и блок обработки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, измеритель снабжен четырьмя цилиндрическими линзами, светоделитель и первые отражатели в каждом интерферометре выполнены в виде единого блока, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, на одну из граней которого, располагаемую под углом 45° к направлению измеряемого перемещения, нанесено полупрозрачное покрытие на половину ширины ее поверхности, а на параллельную ей грань - зеркальное покрытие на 3/4 ширины ее поверхности, и с отношением сторон, равным 2tgl, где I угол преломления луча на грани с полупрозрачным покрытием, первые отражате- ли выполнены каждый в виде двух крышеобразных зеркал, а цилиндрические линзы размещены между соответствующими

диафрагмами и параллелепипедом таким образом, что образующие цилиндрических линз перпендикулярны плоскости перемещений.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению линейных перемещений по двум координатам. Цель изобретения - повышение точности измерения линейных перемещений. Это достигается за счет повышения стабильности интерференционной картины. Пучок света от лазера расширяется телескопической системой и делится на два пучка, которые направляются на вход двух интерферометров, измеряющих перемещения в ортогональных направлениях. Подвижные отражатели в каждом интерферометре выполнены в виде двух крышеобразных зеркал, а другие отражатели в каждом интерферометре выполнены в виде единого блока, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, на одну из граней которого, располагаемую под углом 45° к направлению измеряемого перемещения, нанесено полупрозрачное покрытие на половину ширины ее поверхности, а на параллельную ей грань - зеркальное покрытие на 3/4 ширины ее поверхности, и с отношением сторон равным 2tgi, где I - угол преломления луча на грани с полупрозрачным покрытием. На выходах каждого интерферометра установлены цилиндрические линзы, формирующие интерференционные отрезки на диафрагмах перед фотоприемниками. 1 ил. 4W1 ё

191511 5

12 fs го