Интерференционный компаратор для измерения плоско-параллельных концевых мер длины Советский патент 1980 года по МПК G01B9/02 

(54)ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ КОМПАРАТОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КОНЦЕВЫХ МЕР ДЛИНЫ

1

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике, а именно к конструкции интерференционных компараторов для измерения плоскопараллельных концевых мер длийы..

Известен интерференционный компаратор для измерения плоскопараллельных концевых мер длины, содержащий интерферометр Кестёрса, обрайованный ИСТОЧНИКОМ света, в спектре которого содержится несколько линий, осветитель с моНохроматором, светоделительную пластину с компенсатором, плоскую пластину, притираемую к проверяемой концеарй , референтное, плоское зеркало и. наблюдательную систему t±l .

Недостатком этого компаратора является невысокая точность измерений, вызванная визуальным способом отсчитывания порядка интерференции полос.

Известен также интерференционный компаратор для измерения плоскопараллельных концевых мер длины, содержащий двухлучевой интерферометр типа Кестёрса, имеющий рабочую и опорную ветви, пьезокерамический модулятор, установленный в опорной ветви интерферометра, установленные последовательно по ходу проинтерферировавших лучей интерферометра проекционый объектив, разделительную д;иафрагму с окнами, ходную щелевую диафрагму, фотоприемник и электронный йнтерйолятор выход которого связан с пьезокерамическим модулятором .

Недостаток этой конструкции соо.10 тоит в сравнительно низкой точности измерений, обусловленной тем, что измерение дробных частей порядка интерференции для каждой длины волны производится дважды, так как исполь15 зуется только одни выходное поле зрения интерферометра. ,

Цель изобретения - повьадение точ-ности измерений. .

Поставленная цель достигается

20 тем, что известный компаратор снабжен разделительным отражателем, делящим поле зрения интерферометра на два, размещенным за выходной щелевой диафрагмой перед фотоприемником,

25 установленным в одном из полей зрения, дополнительным фотоприемником, установленным во втором поле зрения, блоком автоматического наведения на интерференционную полосу, вход которого соединен с выходом дополнительнбго фотоприемника, а выход свя эан с пьезокерамическим модулятором и окна разделительной диафрагмы расположены на одном уровне. На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого компаратора на фиг. 2 - вид А на фиг. 1. Интерференционный компаратор для измерения плоскопараллельных концевых мер длины содержит двухлучевой интерферометр типа Кестерса, имеющий рабочую и опорную ветви и включающий эталонн то лампу 1, в, спектре которой содержится несколько линий, осветитель-монохроматор 2, создающий пучки параллельных светоДелительную пластину с компенсатором 3, плоскую пластину 4, притираемую к измеряемой концевой мере 5, относительное зеркало б, пьезокерамйЧёский модулятор 7, установлен ный в опорной ветви, устанОйлен1ные последовательно по ходу проин терфёри рШавшйЙ лучей интерферомет а проек.ционный объектив 8, разделительную диафрагму 9 с окнами, выходную laeлевую диафрагму 10. Кроме того; компарйтор содержит разделительный отраасатель 11, делящий поле зре|нйя интерферометра на два, фотоприемник 12, установленный в одном ; поле зрения, дополнительный фотоприемник 13, установленный во второ поле зрения интерферометра, электро ный ййтёрполятор 14 , генератор 15. опорного напряжения, блок 16 автома ческого найедения на интерференцион ную полосу, вход которого соединен с вьпсрйо дополнительного фотоприем ка вЩЬд через смеситель 17 связан с йЬеэокерамическим модулятором 7, поворотные зеркала 18, 19. Окйа- Разделительной диафрагмы 9 рас пЙйШеМйГ на одном уровйё, п:Ьйчём е нёё бкнь имеет ширину примерно рав,Hyto ширине щели диафрагмы 10, а крайние окна значительно шире, но расположены так, чтобы в щель диафр мы10 й1Язецировалась интерферей1сдаон ная кйртцна только от пластины 4. ЙзМеЕ ейия .длинц меры s любой точ ке Нройзводятся методом совпадения дробных долей порядка интерферен Цйй. - . ,. ,..-;-.. .- Компаратор работает следующим Образом. Пластина 4 с притёртой,к ней мерой 5 устанавливается на столик интерферометра с необХодимьм углом клина и таким образом, чтобы центр , ее отабодной измерительной поверхности проецировался в центр щели диафрагмы 10. Световой поток, отраженный поверхностью меры 5 и центро зеркала €, проходит насквозь через : центральную часть отражателя 11, а светрвйе пучки, отраженные пластийо 4, о1 рё1жаются от краев разделительн |го отражателя 11 и попадают на фотр приемник 12, электрически связанный с интерполятором 14. Световой поток, прошедший сквозь отверстие в раздели-, тельном отражателе, попадает на дополни ельный фЬтоприемник 13, выход которого соединен со входом блока 16 автоматического наведения на интерференционную полосу. При подаче на вход фотоприемника 13 модулированного светового потока от интерференционной картины, на его выходе возникает переменное напряжение, амплитуда первой гармоники которого пропорциональна отклонению экстремума освещенности поля интерференции, а фаза - направлению этого смещения. Блок 16 автоматического наведения вырабатывает напряжение ошибки, пропорциональное амплитуде и фазе первой гармоники частоты модуляции. Это напряжение через смеситель 17 подается на модулятор 7. Модулятор 7 изменяет свой размер, перемещает зеркало 6 и изменяет разность хода в интерферометре таким образом чтобы экстремум освещенности интерференционного поля переместился в центр верхней измерительной поверхности. Наведение на зкстремум осуществляется в приведении к оптической .разности хода, с погрешностью 10 доли порядка интерференции. Синхронно с разностью хода на мере меняется и разность ходана пластине. Интерференционные полосы на пластине, расположенные параллельно щеЛи диафрагмы 10, смещены относительно полос на. поверхносзти меры 5, смещение измеряют интерполятором 14. Эти показания соответствуют разности дробных частей между поверхностями меры 5 и пластинц 4. Эту операцию повторяют для всех длин волн лампы 1, а затем, после введения соответствующих попразвок, находят точный размер меры . . Для изМе)рения отклонения от плоскопараллельности измеряют разности дробных частей порядка интерференции не только в центре меры, но и в других точках ее поверхности, используя для этого поворотные зеркала 18, 19. Таким образом, введение в конструкцию компаратора разделительного отражателя, а также дополнительного фотоприёмника и блока автоматическо го наведения на интерференционную полосу, позволило отказаться от двойного измерения дробной части порядка интерференции и нахождения их разности аналитическим путем, при этом повысилась точность.измерений и улучшились условия эксплуатации Ьрибора. Р

Формула изобретения

Интерференционный компаратор для измерения плоскопараллельных концевых мер длины, содержащий двухлучевой интерферометр типа Кёстерса имеющий рабочую и опорную ветви, пьезокерамический модулятор, установленный в опорной ветйи интерферометра, установленные последователно по ходу проинтерферировавших лучей интерферометра проекционный: объектив, разделительную |1иафрагму с окнами, выходную щелевую диафрагму, фотоприемник и электронный унтерполятор, выход которого связан с пьезокерамическим модулятором , о тлйчающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен разделительным отражателем,, делящим поле зрения интерферо1метра на два, размещенным за выходной щелевой диафрагмой перед фотоприемником, установленным в одном из полей зрения, дополнительным фотоприемником, установленным во втором поле , блоком автоматического наведения на интерференционную полосу, вход которого соединен с выходом дополнительного фотоприемника, а выход связан с пьезокергшическим модулятором, и окна разделительной диафрагмы расположены на одном уровне. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 5 1, Захарьевский А. И. Интерферометры. М., СХ5орОНГИЗ, 1955, с. 187195.

2. Авторское свидетел;| ство СССР 1 382917, кл. G 01 В 9/02, 1972.

jo f, . 1---Н - - - --1

.. ---и,-...

Фи L