ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ КОМПАРАТОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕВЫХ МЕР ДЛИНЫ Советский патент 1968 года по МПК G01B9/08 

Известно оптико-электронное устройство для измерения линейных размеров деталей, содержащее интерферометр с кареткой, на которой закреплен один из отражателей интерферометра и установлена измеряемая деталь.

В известном устройстве используется фотоэлектрический преобразователь, преобразующий выходной пучок интерферометра в электрический сигнал и соединенный с усилителем переменного тока, реверсивный счетчик интерференционных полос и интерполятор полосы.

Предложенное устройство отличается от известного тем, что в нем установлены второй осветитель, дающий пучок параллельных лучей ахроматического света, и пластина, разделяющая этот пучок на два пучка, зеркало, расположенное на столе рядом с плоскопараллельной пластиной, модулятор, к которому прикреплено зеркало, установленное на пути одного из пучков.

Зеркало с модулятором укреплено на подвижной каретке.

Предложенное устройство позволяет производить абсолютные измерения длины концевых мер автоматическим методом счета интерференционных полос с погрешностью, не превышающей сотых долей микрометра.

На чертеже изображена схема предлагаемого компаратора.

Оптическая схема компаратора базируется на применении двух схем интерферометра Майкельсона. Один из них образован осветителем 1, дающим пучок параллельных лучей ахроматического света, светоделительной пластиной 2, поверхностью концевой меры 3, плоскопараллельной пластиной 4, закрепленной на столе 5, зеркалом 6.

Второй интерферометр образован осветителем 7, дающим входной пучок параллельных лучей монохроматического света, пластиной 8, зеркалом 6, зеркалом 9, закрепленным на столе 5 рядом с пластиной 4. Зеркало 6, жестко связанное с модулятором 10, образует блок интерференционного модулятора, который закреплен на подвижной каретке 11. К модулятору 10 подводится напряжение от генератора 12 электрических колебаний. На пути выходного пучка ахроматического света установлен фотоэлектрический преобразователь 13, выход которого подключен к одному входу синхронного детектора 14 с нулевым указателем 15.

На пути выходного пучка монохроматического света установлены пластина 16, разделяющая выходной пучок на два пучка, две щелевые диафрагмы 17, перекрывающие эти пучки и вырезающие из пространственно разделенной интерференционной полосы участки, сдвинутые по фазе на 90°. За диафрагмами установлены два фотоэлектрических преобразователя 18, выходы которых подключены к одним входам синхронных детекторов 19. К выходам этих синхронных детекторов подключены реверсивный счетчик 20 интерференционных полос и интерполятор 21 интерференционной полосы. Вторые входы всех трех синхронных детекторов подключены к генератору 12 электрических колебаний.

Длина концевой меры измеряется следующим образом. На модулятор 10 и синхронные детекторы 14 и 19 подается сигнал от генератора 12 электрических колебаний. При этом происходит модуляция интерференционной картины. Каретка 11 перемещается до тех пор, пока в ахроматическом свете получится нулевая разность хода от зеркала 6 и, например, от плоскопараллельной пластины 4.

При этом с выхода фотоэлектрического преобразователя 13 поступит сигнал на вход синхронного детектора 14 с частотой, равной удвоенной частоте генератора электрических колебаний. Стрелка нулевого указателя 15 при приближении к нулевой разности хода отклоняется, а при нулевой разности хода - займет нулевое положение. Показания счетчика 20 и интерполятора 21 сбрасываются на ноль. Затем каретка перемещается до тех пор, пока в ахроматическом свете не получится нулевая разность хода от зеркала 6 и поверхности измеряемой концевой меры. В процессе движения каретки 11 до получения второй нулевой разности хода сигнал с фотоэлектрических преобразователей 18 поступает на детекторы 19, с выхода которых подают сигналы, сдвинутые по фазе на 90°. Произведение показаний счетчика интерференционных полос и интерполятора полосы на половину длины волны примененного монохроматического света равно длине измеряемой концевой меры. Использование метода счета интерференционных полос в сочетании с фотоэлектрическим устройством для наведения на начало и конец меры обеспечивает автоматическое измерение длины концевых мер с высокой точностью.

Интерференционный компаратор для измерения концевых мер длины, содержащий осветитель, дающий пучок параллельных лучей монохроматического света, светоделительную пластину, разделяющую падающий световой пучок на два пучка, зеркало с модулятором, укрепленные на подвижной каретке и установленные на пути одного из пучков, стол, концевую меру с притертой к ней плоскопараллельной пластиной, закрепленные на столе и установленные на пути второго пучка, оптико-электронное устройство, осуществляющее реверсивный счет интерференционных полос, и интерполятор полосы, отличающийся тем, что, с целью автоматизации и повышения точности измерений, в нем установлен второй осветитель, дающий пучок параллельных лучей ахроматического света, светоделительная пластина, разделяющая этот пучок на два пучка, зеркало, установленное на столе и расположенное рядом с плоскопараллельной пластиной, фотоэлектрический преобразователь, установленный на пути выходного пучка, синхронный детектор с нулевым указателем, электрически соединенным с фотоэлектрическим преобразователем.