Интерференционный автоколлиматор Советский патент 1981 года по МПК G02B27/30 G01B9/02 

Изобрегенйе огнсхзигся к обпасгн измерительной техники и может быть исполь зовано для контроля углов поворота объекта, для измерения деформаций kaK в лабораторных, так и цеховых условиях. Известны фотоэлектрические автоколлиматоры, включающие источник излучения, , 1 светодвлительйый элемент, объектив и приемную часть с анализиру- ющим элементом Ul. Эти автокоплиматоры .ширсжо используются в. измерйтельнсй технике, однако их точность, предел измерений и диапазон линейности выходной характеристики неве.лики, а габариты значите/а ны. Известны интерференционные автоколлиматоры, включающие источник излучения коялимирующее устройство, разделительную призму Кестерса, два приз меншьис отражателя, жестко связанных с контролируемым объектом приемнонрёгисгрирующее устройство 2. С помощью автоколлиматоров угол поворота объекта Ч определяется из условия (1) где N - число ннтерференциоиньсх полос, прошедших через диафрагму приемно-регистр{фующего устройства 1ФИ повороте объекта; - длина волны излучения; t - база интерференционного автокоплиматора, то есть расстояние между лучами, направляемыми призменными отражателями на разделительную призму. Интерфер шионные автокоолиматоры с призменными отражателями малогабаритны, имеют широкий диапазон измерения, од- нако с увеличением угла поворота кснтролируемсяго объекта точность измерения резко Падает вследствие нелинейности выходной характеристики. Г ичинсй нелинейности является изменение базы i автокол лиматора при йовороге конгролируемого обьекга. Целью нзобрегення является повышение точности интерференционного авгокоплимагора во всем диапазоне измерения. Указанная цель достигается гем, что, в интерференционном автоколлиматоре, содержащем ИСТОЧНИК излучения, коллимирующее ус ройсгво, разделительную призму, два призменных отражателя, жестко свя занных с контролируемым объектом, приемко- егистрирукйцее устройство, на обpameHHjao к конгролируемому объекту грань раздея{к:ельной призмы нанесено отражающее похфытие с двумя прозрачными Ъкнами, Симметричными ofнocитeльнo свегоделигельной грани призмы. На чертеже изображена схема интер.ференционного авгоколлиматс а. Автоколлиматс включает источник излучения 1, коплимирующее устройство 2, разделительную призму 3, например призму Кестерса, со светоделительнЬй гранью 4. Входная и выходная грани призмы 3 обозначены соответственно 5о и 56. На грань 6 призмы 3, обращенную к вращающемуся контролируемому объекту, нанесено отражающее покрытие с двумя прозрачными окнами 7, симметричными относител но светоделительной грани 4. На контроли руемом объекте, симметрично относительно грани 4, жестко закреплены два идентичных прнэменньЬс отражателя 8, например гриппель-призмы. Со .стороны въосодкой грани 5ё призмы 3 установлено приемно-регистрирующее устройство, котфое включает линзу 9, диафрагму 1О, фотогфи емник 11 и (егистратср 12. А и Б - равные по величине потоки света полученные делением излучения светоделительной гранью 4. И - база интерференционного авто- ; коллиматора. Принцип действия предлагаемого интерференционного актоколлиматора состоит в следующем. Из;11учение от источника 1 и коллимиру ющего устройства 2 направляется перпендикулярно на входную грань 5а призмы 3 и делителя ее светоделительной гранью 4 на два равных потока А и Б. После полного внутреннего отражения от граней 5о и Бб эти потоки проходаг через окна 7 и прйзменными отражателями 8 направляютс на зеркапы1 ую пов хность грани 6, Отразнвшись от грани 6. потоки А и Б призменяыми огражателями 8 вновь возвращатся в призму 3 по прежним направленим независимо от угла поворота ксжтролиуемого объекта. Гфизмс 3 потоки совмещаются, образуя на въосоде SSf призмы 3 интерференционную картину в виде полос авной ширины. Эта картина линзой 9 проектируется в полость диафрагмы 1О, При наклоне контролируемого объекта совместно с призменными отражателями 8 разность хода лучей А и Б меняется, это ведет к смещению интерференционной картины относительно диафрагмы 10, а следовательно, и к изменению сигнала, регист рируемого фртоприемником Ни регистраfopOM 12. При повороте ксжтролируемого объекта с помощью приемно-регистрирующей системы фиксируют число минимумов (или максимумов) сигнала, которое соответствует количеству интерференционных . , полос N , прошедших через диафрагму; 10, и по формуле (1) вычисляют угол Ф поBqjoTa контролируемого объекта, Блшодаря нанесению на грань 6 призмы 3 зеркального покрытия с двумя проз- рачными окнами 7, база & интерференционного автоколяиматс а остается неизменной при вращении контролируемого объекта, поэтому чувствительность автоколлиMaTqia не меняется. Это позволяет линеаризировать выходную хфактеристйку автсжоялиматора и повысить его точность во всем диапазсже измерений. Формула изобретения Инт ференционный автоколлиматор, содержащий источник излучения, коллимирующее устройство, разделительную призму, два призменных отражателя, жестко связанных с контролируемым объектом и приемно- регис1рируюшее устройство, о т л ич и йс я тем, что, с целью повышения точности во всем диапазсдае измфения, на обращенную к контролируемому объекту грань разделительной призj мь нанесено отражающее покрытие с двумя прозрачными окнами, симметричными относительно светоделительной грани. Источника информации, прнцятые во внимание при экспертизе 1. Автсчэское свидетельство СССР № 485399, кл.д 02 В 27/30, О5.О6.72. 2. Japanese СГонгцаС of AppMed Ph;ysicswe 8, J 5, 1969, р. 628-629 (прототип).