Способ дистанционной поверки линейных мер Советский патент 1974 года по МПК G01B19/36 

1

Изобретение относится к области метрологии и касается способов сравнения линейных мер.

Известны способы дистанционной поверки линейных мер, заключающееся в том, что по каналам связи передают эталонную частоту, эквивалентную эталонному размеру, в пункте приема его модулируют световой поток источника света, например оптического квантового генератора, поток направляют на поверхности, ограничивающие поверяемый размер меры, и измеряют фазовый сдвиг между импульсами, отраженными от поверхностей.

Предложенный способ отличается от известных тем, что эталонную частоту в пункте приема изменяют на определенную величину до момента равенства ее периода удвоенному фазовому сдвигу менаду импульсами, отраженными от поверхностей, и по величине изменения частоты судят о разности размеров поверяемых мер.

Это обеспечивает повышение точности измерения и упрощение аппаратуры.

Па чертеже изображена схема устройства для реализации предложенного способа.

Схема включает приемник 1 эталонной частоты, умножитель частоты 2, синтезатор частоты 3, формирователь 4 импульсов, модулятор света 5, источник света, например оптический квантовый генератор 6, полупрозрачное

зеркало 7, телескопическую систему 8 для расширения пучка лучей, поверяемую меру 9, контактную пластину 10, фотоприемник И, триггер 12 со счетным входом и измеритель 13 среднего значения тока.

В соответствии с предлагаемым способом эталонная частота / принимается приемником 1, умножается до требуемой величины умножителем частоты 2 и подается на синтезатор частот 3, который дает возможность изменять эталонную частоту с определенным шагом. Далее частота f используется для формирования в формирователе 4 последовательности импульсов той же частоты повторения с длительностями порядка единиц наносек, которые управляют работой модулятора света 5, модулирующего но интенсивности излучение источника света, например оптического квапчового генератора 6. Пучок лучей после модулятора проходит через полупрозрачное зеркало 7 и телескопическую систему 8, которая расширяет его до величины, необходимой для ионадания части пучка на свободную измерительную поверхность меры 9, а другой части- на поверхность притертой к другой ее измерительной поверхности контактной пластины 10 (либо на зеркала, жестко скрепленные с тубусами двух фотоэлектрических микроскопов, установленных соответственно на начальный и конечный штрихи штриховой линейной меры).

Отраженные нормально от указанных поверхностей световые импульсы полупрозрачным зеркалом 7 направляются на фотоприемник 11. Последовательность импульсов с выхода последнего подается на вход триггера 12 со счетным входом, срабатывающего от передних фронтов этих импульсев. Между выходами плеч триггера 12 включен измеритель 13 среднего значения тока. С приходом каждого импульса происходит изменение направления тока через измеритель 13.

В пунктах поверки принимают эталонную частоту / приемником 1, умножают умножители 2 и подают на синтезатор 3, формируют из нее кратковременные импульсы 4, модулируют ими с помощью модулятора 5 поток света по интенсивности. Полученные световые импульсы направляют нормально на свободную измерительную поверхность размещенной в вакууме меры 9 и на поверхность притертой к другой ее измерительной поверхности контактной пластины 10 (либо на зеркала, жестко скрепленные с тубусами двух фотоэлектрических микроскопов, установленных соответственно на начальный и конечный штрихи сличаемого интервала штриховой линейной меры, деля их по сечению на две примерно равные части. Отраженные от указанных поверхностей световые импульсы направляют на фотоприемник 11. Полученную на его выходе последовательность спаренных импульсов, сдвинутых один относительно другого по времени на ве2i , ,

личину т - (где I - длина сличаемой лис«

нейной меры, С - скорость света в вакууме) и получаемых из каждого светового импульса при его последовательном отражении от поверхностей, определяющих сличаемую длину, подают на триггер со счетным входом 12, срабатывающий от передних фронтов импульсов указанной последовательности, измеряют с помощью измерителя 13, включенного между выходами плеч триггера, изменением частоты

синтезатором 3 добиваются равенства нулю этого среднего значения тока через прибор, при этом период частоты f равен удвоенному фазовому сдвигу между последовательно отраженными импульсами.

Таким образом, после изменения полученная (из эталонной) частота оказывается эквивалентом поверяемой меры, и сравнение мер заменяют сравнением частоты.

Для обеспечения поверки линейных мер с точностью порядка сотых долей мкм требуемая относительная стабильность частоты намного меньще требуемой стабильности по известному способу, поэтому с учетом реальных

значений стабильности частоты, передаваемой по обычным каналам связи, точность новерки по предложенному способу выше. Кроме того, использование только одной частоты для модуляции светового потока существенно упрощает аппаратуру.

Предмет изобретения

Способ дистанционной поверки линейных мер, заключающийся в том, что по каналам связи передают эталонную частоту, эквивалентную эталонному размеру, в пункте приема ею модулируют световой поток источника света, например оптического квантового генератора, поток направляют на поверхности, ограничивающие поверяемый размер меры, и

измеряют фазовый сдвиг между импульсами, отраженными от поверхностей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения аппаратуры, эталонную частоту в пункте приема изменяют на определенную величину до момента равенства ее периода удвоенному фазовому сдвигу между импульсами, отраженными от поверхностей, и по величине изменения частоты судят о разности размеров поверяемых мер.