Интерференционное устройство для измерения перемещений Советский патент 1981 года по МПК G01B11/00 

(54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЕ УеТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕПЩНИЙ

...

Изобретение относится к измери тельной технике и предназначено для измерения малых перемещений в широком диапазоне частот, например, при поверке вибродатчиков или проведении испытаний изделий электронной техни-ки.

Известно ийтерференционное устройство для измерения перемещений, содержащее оптически связанные источник монохроматического излучения светоделитель, опорное зеркало, фотоприемник, электромеханический преобразователь, скрепленный с onoipным зеркалом, к блок, регистрации, связанный входом с-выходом фотоприемника р .

Недостатком устройства является ограниченный динамический диапазон измерений и невысокая точность

По основному авт. св. № 679789 известно устройств9 Для измерения перемещений, содержащее оптически- связанные источник монохроматического

излучения, светорасщепитель, светоде1литель, опорное зеркало, электро,механический преобразователь, на котором жестко закреплено опорное зеркало, -зеркало, закрепленное на йбщем основании с объектом, опти-. ческий элемент, первый фотоприемник и второй фотоприемник, связанный с электромеханическим преобразователем, и блок регистрации, --электри10чески связанный с первым фотоприемником 2,

Недостатком этого устройства является ограниченцьШ динамический диапа15зон измерений, что обусловлено коротким линейньм участком характеристики аналогового преобразования (завнсимости интенсивности выходного оптического сигнала от разности хода

Ю интерференцирующих световых пучков), что приводит к возникновению иск)ажений выходного сигнала и снижению точности измерений.

Целью изобретения является повышение точности и расширение динамического диапазона измерений.

Цель достигается тем, что устройство снабжено вторым электромеханическим преобразователем, жестко скрепленным с первым, и вторым опорным зеркалом, связанным со вторым преобразователем и электрически связанным с выходом второго фотоприемника., а вход блока регистрации связан с выходами фотоприемников.

На чертеже предствалена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 монохроматического излучения, светорасщепитель 2, светоделитель 3, первое опорное зеркало Ч, закрепленное на первом электромеханическом преобразббателе 5, второй электромеханический преобразователь 6, жестко связанный с первым преобразователем 5, второе опорное зеркало 7, связанное со вторым преобразователем 6, зеркало 8, расположенное на-общем основании с объектом 9, оптический элемент 10, два фотоприемника,I1 и 12, установленньГе симметрично относительно Оптического элемента 10. Устройство работает следующим обра Пучок света от источника I делится светорасщепителем 2 на два параллельных пучка, по ходу одного из них создана система компенсации внешних воздействий, включающая светоделитель 3, делящий этот пучок на два взаимно перпендикулярньк пучка, один из которых, отразившись от первого опорного зеркала 4, а второй - от зеркала 8, установленного на общем основании с объектом 9, и отразившись от опти Ческого элемента; 10, формируют первую интерференционную картину, интенсивность кбторой преобразуется фотоприемником 12 в электрический сигнал, который подается на первый электромеханический преобразователь 5с закрепленным на нем первым опорным зеркалом 4. По ходу второго пучка система измерения полезного сигнала, включающая светоделитель 3, делящий второй пучок на два взаимно перпендикулярных пучка, один-из которых, отразившись от второго, опорного зеркала. 7, а второй от объекта 9 и отравившись от оптического элемента 10, формируют вторую интерференционную картину, интенсивность которой преобразуется фотоприемником 11 в электрический сигнал, который подается на второй преобразователь 6, на котором закреплено второе опорное зеркало . 7. Благодаря тому, что при формировании первой интерференционной картины используются те же элементы, что и для формирования второй, и интерферируюнще пары пучков проходят близко друг с другом, вредное воздействие оказываемое на них, является одинаковым, но тракты формирования интерференционных картин оказываются.раз-, деленными.

При действии внешних вредных воздействий происходит смещение элементов и изменение разности хода интерферирующих пучков, В этом случае

преобразуется в изменение электрического сигнала на выходе фотоприемника 12 Первый электромеханический пре образователь 5 под действием электрического сигнала деформируется Исмещает первое опорное зеркало 4, компенсируя тем самым дестабилизирующий фактор и поддерживая постоянной интенсивность первой и второй интерфет ренционных картин. Изменение интенсивности второй интерференционной картины Может произойти только в случае смещения объекта 9, который не входит в систему компенсаций, и таким образом, его смещение может быть зарегистрировано блоком регистрации (на чертеже не показан) . Изобретё ше позволяет повысить точность и расширить диапазон измерения перемещений. Формула изобретения Интерференционное устройство для измерения перемещений пв авт. св. № 679789, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона измерений, оно снабжено вторым электромеханическим преобразователем жестко скрепленным с первь1м, и вторым опорным зеркалом, связанным со вторым преобразователем, который электрически связан с выходом второго фотоприемника;, а вход блока регистрации связан с выходами фотоприемника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Отчет по НИР Разработка и исследование метрологических характеристик экспериментальной установки для градуировки и поверки льезоэлек.трическюс преобразователей ультразвуковой аппаратуры, IV Госрегистг рации 71011427, инвентарный номер 6221177.

2. Авторское свидетельство СССР № 679789, -кл. G01 В 11/00, 1979 (прототип).