Интерференционный дилатометр Советский патент 1982 года по МПК G01B9/02 G01N25/16 

(54) {ШТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ДИЛАТОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для .Еысокочас:готного определе ния температурных коэффициентов линейного расширения образцов из разли ных материалов с измерением темпера турного удлинения в эталонных длинах волн. Известен интерференционный дилато метр, в котором температурное удлинение образца, помещенного в интерферометр Физо, измеряется путем фото электрического отсчитывания порядка интерференции с компенсацией на выходе усилителя сигнала фотоэлектрического преобразователя постоянной составляющей освещенности, всегда содержащейся в интерференционной кар тине. Однако известный дилатометр имеет недостаточную точность измерения., температурного удлинения, не превыша щую 0,02 полосы, и обусловленная нарушением компенсации постоянной составляющей при флуктуациях мощности излучения источника, чувствительности фотоэлектрического преобразователя и дрейфом усилителей постоянного тока. Наиболее близким техническим решением является интерференционный дилатометр, содержащий источник монохроматического излучения с коллиматором, светорасщепитель, интерферометр-Физо, фотоэлектрический преобразователь, модулятор с подвижным зеркалом и неподвижную диафрагму 2. Однако известный дилатометр имеет недостаточную точность измерения, что обусловлено влиянием неравномерности освещения по полю интерференции на результат измерений. Цель изобретения - повьш1ение точности измерения. Это достигается тем, что н интерференционном дилатометре, содержащем источник монохроматического из-лучения с коллиматором, светорас39щепитель, интерферометр Физо, фото- электрический преобразователь, модулятор с подвижным зеркалом и неподвижную диафрагму, неподвижная диафрагма и подвижное зеркало модулятора установлены, между коллиматором и све торасщепителем. Эго позволяет полностью исключить влияние неравномерности освещения поля изображения на точность отсчиты ванйя порядка интерференции и увеличить отношение сигнал/шум на выход фотоэлектрического преобразователя. На чертеже показана схема интерференционного дилатометра. Дилатометр содержит источник 1 монохроматического излучения с коллиматором 2, расположенные на оптич ком пути луча, светорасщепитель 3 и интерферометр 4 Физо, фотоэлектрический преобразователь 5, модулятор 6 с подвижным зеркалом 7, и не-: подвижную диафрагму 8, установленные в нем между коллиматором 2.и светорасщепителем 3. . Устройство работает следующим об разом. Монохроматический луч от источни ка 1 излучения после коллиматора 2 имеет размер в сечении, равный раз меру отверстия в неподвижной диафрагме 8, После прохождения упомянутой диафрагмы 8, луч отражается пЬдвижным зеркалом 7, сканирует интерферометр Физо 4 с частотой модуляции в направлении, перпендикулярн интерференционным полюсам,, а затем отражается- в светорасщепителе 3 на фотоэлектрический преобразователь 5 Поскольку интегральное значение пост тоянной составляющей в сканирующем пятне неизменно, s предлагаемом устройстве исключается влияние неравномерности постоянной составляю щей на точность отсчитьшания порядка интерференции. Коллиматор 2 и неподвижная диафрагма 8 выполнены таким образом, что размер пятна, сканирующего интерфер метр с амплитудой а 0,42Х , состав ляет 1 (1) где В- ширина интерференционной полосы. При данных условиях гармонический анализ сигнала фотоэлектрического Преобразователя 5 позволяет выделить квадратурные сигналы -г- X где X - разность хода в интерферометре Физо. При выполнении условия (1) эти сигналы принимают наибольшие значения. По фазовому углу сигналов (О и (2) можно осзтцествить реверсивный счет порядков интерференции, т.е. определить удлинение образца в. интерферометре 4 Физо в эталонных длинах волн источника света. В предлагаемом устройстве за счет того, что сканирование осзпцествляется световым пятном, которое в любой точке сканирования целиком попадает на фотоприемник, устраняется погрешность, обусловленная неравномерностью освещенности поля. Кроме того, благодаря полному использованию светового потока-источника, начительно выше величина светового потока на входе фотоэлектрического преобразователя, что существенно повышает отношение сигнала к шуму..,Это обеспечивает повьш1ение точности отсчитывания порядка интерференции и измерения температурного удлинения образцов. Формула изобретения Интерференционный дилатометр, содержащий установленные по ходу луча источник монохроматического излучения с коллиматором, светорасщепитель, интерферометр Физо, фотоэлектрический преобразователь, модулятор с подвижным зеркалом и неподвижную диафрагму, отличающийся тем. что, с целью повышения точности из„ерений, в нем неподвижная диафрагма и подвижное зеркало модулятора установлены между коллиматором и светорасщепителем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. BezI Kovich А. Y. а. а, Меthode and Equipment for Automation of Presls е Interf erometrie Measurements Acta 1 meko, v. Ш , 1973, p. 275. 2. Мироненко A. В. Фотоэлектрические измерительные схемы. М., Энергия, 196.7.

L:

т

7

/

J

л