Устройство для измерения малых перемещений Советский патент 1978 года по МПК G01B11/00 

(54) УСГЮЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано для измерения малых перемещений.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для из- 5 меренкя малых перемещений, содержащее корпус, расположенные в нем два резонатора ОКГ, установленные с каждой из сторон резонаторов под углом Брюстера, кварцевые окна, плоское зеркало, установленное с одной из сторон кор- Ю пуса и скрепляемое с измеряемым объектом, два сферических зеркала, установленные с другой стороны корпуса, напротив каждого из резонаторов, фотоприемник и блок регист51ации 1..15

Известное устройство предназначено для исследования поступательного движения и не позволяет измерять угловые развороты исследуемого объекта.

Для расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения угловых перемещений и переходных процессов предлагаемое устройство снабжено светоделительной пластиной, установленной за одним 25

из сферических зеркал, двумя пьезозлементами на которые установлены сферические зеркала, и призмой, установленной за сферическими зеркалами, плоское зеркало выполнено общим для обоих резонаторов.

Принципиальная схема предлагаемого устройства дана на. чертеже. Корпус 1 устройства представляет собой, например, моноблок, выполненный из ситалла, в котором просверлены каналы, заполненные газовой рабочей смесью и заглушенные с торцов кварцевыми окнами 2 под углами Брюстера, которые являются активными элементами резонаторов 3 ОКГ, С одной стороны корпуса 1 установлено плоское зеркало 4, скрепляемое с исспедуемым объектом и являющееся общим для обоих резонаторов. Сферические зеркала 5, установленные на пьезозлементах 6, закреплены с другой стороны корпуса 1 перпендикулярно к оптической оси соответствующего резонатора 3. За одним из сферических зеркал 5 установлена светоделительная пластина 7. Далее расположены при ма 8, осуществляющая оптическую связь, между резонаторами 3, фотоприемник 9, соединенный с блоком 10 регистрации, в качестве кото3;. ч .,,;;, 62 рого может быть использован на.пример., осциллограф. При этом блок его горизонггальной развертки через делитель 11 напряжения связан с огщим из пьезоэлементов 6, тогда как другой пьезоэлемент 6 соединен через потенциометр 12 с источником-постоянного напряжения. Устройство работает следующим образом, Цри включенных ОКГ, работающих в режиме ТЕМоо.регулируемое с помощью делителя 1, |в данном случае, пилообразное напряжение блока горизонтальной развертки с оциллографа 10 амплитудой UQ осуществляет свипированные частоты одного из резонаторов в диапазоне А jf(Ujj С помощью регулируемого при помо1Щ1 потенциометра 12 постоянного напряжения, подаБаемого на второй пьезоэлемент 6, частота этого резонатора 3 ОКГ сближается с частотой пер вого пьезоэлемента б с точностью Д При этом на экране осциллографа 10 можно наблюдать характерный пичок сигнала с фотоприемника 9, вызва шый нелинейным взаимодействием волн в активных элементах резонаторов 3 ОКГ, обеспечиваемого наличием призмы 8, в момент точного совпадения их частот при некотором мгновенном значении пиллообразного напряжения 17 1/о Любое плоско-параллельное перемещение общего для обоих резонаторов зеркала 4, скреп ленного с исследуемым объектом, приводит к синхронному и равному сдвигу их частот и положение пичка на экране осциллографа 10 при этом не изменяется. Разворот же зеркала 4 на угол 1р вызывает рассогласование этих сдвигов и, соответственно, приводит к смещению положения пичка на экране осциллографа 10 на величину U X ф так как момент совпадения частот резонаторов 3 ОКГ происходит уже npfi ином мгновенном значении пилообразного напряжения на пьезоэлементе 6. Таким образом, предложенное устройство позволяет измерять величину угловых перемещений исследуемого объекта. Кроме того дашюе устройство позволяет производить исследования переходных процеосов и перемещения объекта в динамике. Для этого фиксируется (например, фотографируется) последовательность положений пичков i(i;) с временным щагом, задаваемым, в данном случае, выбором частоты (периода) развертки луча осциллографа. Формула изобретения Устройство для измерения малых перемещений, содержащее корпус, расположенные в нем два резонатора ОКГ, установленные с каждой из сторон резонатора под углом Брюстера, кварцевые окна, плоское зеркало, установленное с одной из сторон корпуса и скрепляемое с измерительным объектом, два сферических зеркала, установле}шые с другой стороны корпуса напротив каждого из резонаторов, фотоприемник и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью раанирения функциональных возможностей, оно снабжено светоде лительной пластиной, установленной за одним из сферических зеркал, двумя пьезоэлементами, на которые установлены сферические зеркала, и призмой, установленной за сферическими зеркалами, плоское зеркало вьщолнено общим дня обоих резонаторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Обзоры по электронной технике, вып. 7/133/, 1973, с. 17-18.