Способ измерения числа интерференционных полос и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G01B11/14 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения числа интерференционных полос в измерителях перемещений, основанных на интерференционном методе. ..

Известен способ реверсивного счета интерференционных полос в измерителях перемещений, «в котором с noi : мощью двух фотоприемников преобразуют световые сигналы в электрические, формируют счетные импульсы , которые подаются на входы суммирования или вычитания цифрового реверсивного счетчика в зависимости от фазовых co-,j отношений, между сигналами с выходов фотоприемников Г1 1.

Недостатком этого способа является зависимость точности счета от. внешних воздействий, например от 20 температуры и вибраций.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаег ому является способ измерения числа интерференционных полос, включающий сдвиг интерференционной картины за счет изменения оптической длины одного из плеч интерферометра, преобразование движущейся интерференционной картины в электрический сигнал и анализ полученного сигнала 2.

Способ осуществляется устройством для измерения числа интерференционных полос, содержащим фотоприемник, модулятор и счетную схему с ре- версивным счетчиком З.

Недостатком способа является малая точность измерения числа интерференционных полос.

Цель изобретения - увеличение точности измерения числа интерференционных полос.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения числа интерференционных полос, включающему сдвиг интерференционной картины за счет изменения оптической .цлины одного из плеч интерферометра, преобразование движущейся интерференционной картины в электрический сигнал и анализ полученного сигнала, устанавливают пороговый уровень напряжения, при достижении электрическим сигналом порогового уровня напряжения формируют два сдвинутых во времени импульса, с помощью первого импульса дополнительно сдвигают интерференционную картину для определения знака изменения эле трического сигнала, а второй импульс суммируют с результатом счета импуль сов с учетом знака изменения электрического сигнала. Способ реализуется устройством для измерения числа интерференционных полос, содержащим фотоприемник, модулятор и сметную схему с реверсивным счетчиком, в котором в счетную схему введены пороговый формирователь перепада напряжения, два формирователя импульсов и коммутатор, причем вход формирователя перепада напряжения соединен с выходом фотоприемника, а выход через коммута тор - с входами обоих формирователей импульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с модулятоpo , а выход второго формирователя импульсов через коммутатор - с вхо дами суммирования и вычитания реверсивного счетчика. На фиг, 1 представлена схема вклю чения счетного устройства в интерферометр; на фиг. 2 - функциональная схема устройства для реализации способа реверсивного счета интерферен.ционных полос. Схема состоит из полупрозрачного зеркала 1, зеркал 2 и 3, образукхцих плечи интерферометра, модулятора k, лазера 5 фотоприемника 6, реверсивного, счетчика 7 и счетной схемы -8 Устройство содержит фотоприемник 6, пороговый формирователь 9 перепада напряжения, усилитель ТО мощности, модулятор , коммутатор 11, который включает в себя триггер типа DV 12, триггер типа D 19, логические элементы типа ЗИ-НЕ 1 и 15 а также формирователи 16 и 1 импуль сов и реверсивный счетчик 7. Устройство работает следующим образом. фотоприемник 6 преобразует движущуюся интерференционную картину в электрический сигнал. Полученный сиг нал поступает на вход порогового фор 9 ,4 мирователя 9 перепада напряжений, который в момент достижения сигналом пороговой величины формирует положительный или отрицательный перепад напряжения, поступающий в коммутатор 1 1 на входы D триггеров 12 и 13. В исходном состоянии устройства на инверсных выходах формирователей 16 и 17 импульсов - логическая единица, а на прямом выходе - логический нуль. Поэтому триггер 12 повторяет состояние входа D на пряном выходе, а триггер 13 в это время закрыт. Переключением триггера 12 последовательно запускаются формирователи 16 и 17 импульсов, которые вырабатывают два последовательных импульса. Первый импульс поступает через усилитель 10 на модулятор , что приводит к сдвигу интерференционной картины на 1/ ширины полосы и возврату ее обратно при снятии импульсного напряжения. При этом сдвиг интерференционной картины приводит к скачкообразному изменению перепада напряжения на, выходе порогового формирователя 9 перепада, напряжения, положительному или отрицательному, в зависимости от направления движения полос. В это же время на тактирующий вход триггера 12 поступает логический нуль, а на тактирующий вход триггера 13 логическая единица. Поэтому второй перепад напряжения фиксируется триггером 13. С формирователя 17 импульсов в зависимости от состояния три|- геров 12 и 13 поступает второй импульс через логические элементы типа ЗИ-НЕ 14 и 15, входящие в состав коммутатора 11, на соответствупщий вход суммирования или вычитания цифрового реверсивного счетчика 7. После второго импульса система вновь готова для счета. Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить точность измерения числа интерференционных полос за счет считывания каждой полосы. Формула изобретения 1. Способ измерения числа интерференционных полос, включающий сдвиг интерференционной картины за счет изменения оптической длины одного из плеч интерферометра, преобразование движущейся интерференционной

картины в электрическим сигнал и анализ полученного сигнала, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения числа интерференционных полос,.устанавливают пороговый уровень напряжения, при достижении электрическим сигналом порогового уровня напряжения формируют два сдвинутых во времени импульса, с помощью первого импульса дополнительно сдвигают интерференционную картину для определения знака изменения электрического, сигнала, а второй импульс суммируют с результатом, счета импульсов с учетом знака изменения электрического сигнала.

2. Устройство для осуществления способа по П.1, содержащее фотоприемник, модулятор и счетную схему с- реверсивным счетчиком, отличающ е е с я тем, что в счетную схему

введены пороговый формирователь перепада напряжения, два формирователя импульсов и коммутатор, причем вход формирователя перепада напряжения соединен с выходом фотоприемника, а выход через коммутатор - с входами обоих формирователей импульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с модулятором, а выход второго формирователя импульсов через коммутатор - с входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США W 3 09375, кл. 356-106, 1968.

2.Приборы для научных исследований, 1973, № 2, с. 82.

3.Труды ВНИИМ. Вып. 101 (151), с. 69-76.

,л 2

,

1/А

Хг

X,

f -