Устройство для измерения периодической разности хода в интерферометрах Советский патент 1976 года по МПК G01B9/02 

когда гармоикческая составляющая фототока paBiia нулю (1), работа устройства по «реперны- 1 точкам навозможна, что препятствует применению его в из.мерительпой технике и С11лжает его метрологическую цен-ность.

Предлагаемое устройство позволяет производить измере1 1 я периодической раз}1ости хода В интерферометрах по «реперным точкам при амплитудах колебаний, меньших z.

При.|щи1пиалы1ая схема предлагаемого устройства приведена ла чертеже.

Устройство для измерения периодической разности хода иитерфераметров содержит интерферометр 1, опорное зеркало которого установлено на преобразователь перемещения, подключенный .к генератору синусоидальных колебаний 2. Измерительное зеркало установлено на исследуемый объект (лнбо в измерительную ветзь интерферометра помещена среда с перамеипым показателем преломления). Интерференционная картина проектируется на диафрагму фото,приемни ка 3, выход которого через п последовательно соединенных цепочек преобразования сигнала и электрический фильтр 4, .настроенный на частоту дополнительной, модуляции, подключен fx регистратору 5. При этом перва.я цепочка лреобразова-ния пы полнела в виде усилителя сигнала 6 с -коэффициентом усилеН|ИЯ 4, который по выходу подключен к следующей цепочке, а по шходу - к выходу сумматора 7. Один вход сумматора 7 подключен к выходу фотоприемН1ика через квадратор 8, а другой вход - через инвертирующий усилитель 9 с коэффициентом усиления, равным 1.

Остальные цепочки вьгаолне.ны аналогично, :но без инвертирующих ус ьтителей перед сумматорами.

Устройство работает следующихМ образом.

Модулированная измеряемым процессом Z sin Q и дополнительной модуляцией гд sin Шд И:нтерференционная картина приводит к появлению па выходе фотоприе.мника сигнала вида:

,5+ 0,5cos(2fe),

где i -у , г г„ + гдЗШШд -j- г sinSi. (3) о

Этот сигнал .на-правляется по двум каналам, Б одном из которых -возводится в квадрат г| - (zt)2 .. 0,375 :г 0,5 cos (2Угг) -Ь 0,125 cos 4kz,

а к другом ИНвгртиру-гтся

/J ..:. (--- f,) .. - 0,5 ;; 0,5 COS ().

Сумматором эти складываются is - is - - 0,125 -:- 0,125 cos (-Ikz),

a н(ручеп:ный сигнал усиливается в 4 раза /I : 4/.) - - 0,5 -I- 0,5 cos (4kz).

Полученный сигнал подвергается дальнейшей обработке аналогнчны.м образо.м без н вертироваиия его перед суммированием, т. е.

)- г 0,375 - 0,5 cos (4fe) -- 0,125cus (8А-2), if il + Л : - 0,125 --- 0,125 cos (8йг), il : 4/f г- - 0,5 + 0,5 cos (8fe).

После «-кратного преобразования на выходе последней цепочки .м:

i - -0,5-1-0.5 cos |2(2Ь).

Учитывая (3) и выделяя сигнал иервой гармоники частоты со,, дополнительной модуляции, на выходе фильтра 4 будем иметь:

г,д„.-/„sin(22/e2,)J„(22fe)/, Х()81по.)д/.

(-0

Таким образОМ, «реперные точки, согласно (2), соответствующие нулевым значениям фототека (4), будут получены при зиачениях

а, - 2(),

а;Х

откуда 2 - , , . .

т. е. при значелиях z, в 2 раз ме;:ынил :io сравнению с (1).

Ф о р .м у ли изобретен : я

Устройство для измере1шя периодической разности хода в интерферометрах по «репериым точкам, соответствующи.м нулевым з аче;1;:ям гармонической составляющей фототока от интерференционной картины -на частоте дополнительной амодуля-ции, включающее в себя интерферометр, оптическая рпз:юсть хода которого модулируется исследуе.мым процессом и даполнительными колебания.ми опорного зеркала, блок измерения гар.монической

, составляющей фототока, содержащий фотоприемник с диафрагмой, электрический фильтр и регистратор, отличающееся те.м, что, с целью получения «реперных точек цри меньШ|Их значениях амплитуды периодиr ческой разности хода, между выходом фотоприе.гника и входом фильтра последовательно включены п цепочек преобразования сигнала, первая из которых выполнена в видз усилителя с коэффициентом }С11ле, 4, подключе-нного по выходу к следующей цепочке. а по входу - к выходу су.мматора, один из входов которого через квадратор подкл 0 гсн к выходу фотоприемника, а другой вхпд подключен к тому же фотоириемнику через низсртирующий усилитель с коэффициентом передачи /, а остальные цепочки преобразования

выполнены одинаковым образом без инвертирующих усилителей на входах сумматоров.

П