Устройство для измерения линейных перемещений Советский патент 1977 года по МПК G01B19/00 G01B9/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания высокоточных измерительных систем координатно-измерительных машин, инструментальных микроскоиов и прецизионных станков.

Известно устройство для измерения линейных перемещений, содержащее лазер, двухлучевой интерферометр, состоящий из референтного и измерительного отражателей и интерференционной светоделительной пластины, модулятор, создающий фазовую модуляцию интерференционных сигналов величиной л радиан и соединенный с референтным отражателем интерферометра, преобразователь фазы интерференционных -сигналов в счетные импульсы, состоящий из щелевых диафрагм, фотоприемников, блоков нормирования преобразованных интерференционных сигналов, формирователь счетных импульсов и счетчик импульсов.

Однако это устройство в случае, когда импульс считывания генерируется внешним отсчетным устройством, обладает погрещностью считывания, кроме того, дрейф длины референтного плеча интерферометра также приводит к снижению точности измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Для этого предлагаемое устройство снабжено дополнительным интерферометром, состоящим из интерференционной пластины и двух светоделителей, один из которых расположен на пути луча, направленного в измерительный отражатель основного интерферометра, а другой - на пути луча из его референтного отражателя, дополнительным преобразователем интерференционных сигналов в счетные импульсы, соединенным с вторым входом счетчика импульсов, рефрактометром и вычислительным блоком, соединенным с выходом рефракто,метра и счетчика импульсов.

Выделение с помощью дополнительного интерферометра двух дополнительных квадратурных составляющих сигнала, фаза которых

пропорциопальпа изменению фазы интерференционных сигналов, вызванному внутренней модуляцией, позволяет исключить из результата погрешность считывания и значительно уменьшить влияние температурного

изменения длины референтного плеча, что приводит к повышению точности измерения.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит лазер 1, светоделительную пластину 2, светоделитель 3, измерительный отражатель 4, референтный отрал атель 5, интерференционную пластину 6, светоделитель 7, щелевые диафрагмы 8, фотоприемники 9, блоки нормирования преобразованных интерференционных сигналов 10, формирователи 11 счетных импульсов, счетчик

12 импульсов, модулятор 13, рефрактометр И и вычислительный блок 15.

Устройство работает следующим образом.

Луч лазера разделяется на светоделительной пластине 2 на два пучка, которые после отражения от отражателей 4 и 5 в измерительном и в опорном плечах основного интерферометра вновь рекомбинируют па светоделительпой пластине 2, поле интерференции дополнительного интерферометра образуется на пластине 6. Интерферирующие пучки отражаются от светоделителей 3 и 7. Фотонриемники 9 с установленными перед ними для образования квадратурного соотнощения щелевыми диафрагмами 8, преобразуют интерференционные сигналы в электрические, которые поступают на входы блоков нормирования преобразованных интерференционных сигналов 10. Формирователи 11 формируют из этих сигналов счетные импульсы. Счетчик 12 определяет разность числа счетных импульсов, сформированных от основных иптерференционных сигналов, и числа импульсов от дополнительных интерференционных сигналов. Фазовая модуляция интерференционных сигналов создается при помощи модулятора 13. Учет измепения длины волны лазерного излучения в среде из-за изменения его показателя преломления осуществляется с помощью рефрактомера 14 и вычислительного блока 15,

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее лазер, двухлучевой интерферометр, состоящийиз референтного и измерительного отражателей и интерфереппионной светоделительной пластины, модулятор, создающий фазовую модуляцию интерференционных сигналов величиной л радиан и соединенный с референтным отражателем интерферометра, преобразователь фазы интерференционных сигналов в счетные импульсы, состоящий из щелевых диафрагм, фотоприемников, блоков нормирования преобразованных интерференционных сигналов, формирователь счетных импульсов и счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено дополнительным интерферометром,

состоящим из иптерферепционной пластины и двух светоделителей, один из которых расположен па пути луча, направленного в измерительный отражатель основного инте ерометра, а другой - на пути луча из его референтного отражателя, дополнительным преобразователем интерференционных сигналов в счетные импульсы, соединенным с вторым входом счетчика импульсов, рефрактометром и вычислительным блоком, соединенным с

выходами рефрактометра и счетчика импульсов.