DK155250B - Fremgangsmaade og apparat til maaling af afstandsvariationer - Google Patents

Description

1 DK 155250 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til måling af variationer i afstanden mellem et referencepunkt og et legemes overflade, ved hvilken fremgangsmåde lys udsendt fra en i det væsentlige monokrom lyskilde reflekteres fra legemets 5 overflade og i et interferometer overlejres med en referencestråle med kendt lysbane af lys fra samme lyskilde, og ved hjælp af et lysfølsomt organ omdannes til et elektrisk signal, der i digitaliserede signalbehandlingsorganer, som omfatter organer til løbende registrering af den aktuelle 10 hældning af det elektriske signals kurveforløb, omsættes til et udgangssignal, der udtrykker nævnte afstandsvariation, idet lysbanen for referencestrålen omfatter en spejling i en reflekterende overflade, der har en sådan bevægelighed, at den optiske vejlængde af lysbanen kan ændres momentant med 15 1/4 bølgelængde. Opfindelsen angår tillige et apparat-til udøvelse af fremgangsmåden.

Ved denne fremgangsmåde kan det elektriske signal, der frembringes i det lysfølsomme organ, udtrykkes ved formlen: 20 U = A + B cos 4 pi/lambda (L + S(t)), hvor A og B er konstanter, og L er forskellen i optisk vejlængde mellem lysbanen for den udsendte lysstråle og 25 lysbanen for referencestrålen, idet S(t) udtrykker variationen i afstanden som funktion af tiden. Som det ses af formlen, vil en bevægelse af genstanden medføre en bestemt variation af U, der ved hjælp af de digitaliserede signalbehandlingsorganer med visse forbehold er et mål for 30 bevægelsens størrelse. Et væsentligt problem er imidlertid, at cos(S(t)) = cos(-S(t)) 35 hvilket vil sige, at signalspændingen ikke giver oplysning om variationens fortegn. Ved en fremgangsmåde, der ér beskrevet af G. Lauer, Absolute Kalibrierung von Beschleunigungsaufnehmer-Vergleichsnormalen, Fortschritt der

2 DK 155250 B

Akustik - DAGA ’80, Munchen, s. 811-814, VDE-Verlag GmbH,

Berlin 1980, foreslås det ved hjælp af i strålegangen indsatte polarisationsfiltre at frembringe i forhold til hinanden polariserede og med 90° forskudte målestråler, der efter 5 overlejring med referencestrålen adskilles rumligt ved hjælp af et Wollastonprisme, til tilvejebringelse af to elektriske signaler, hvoraf det ene som hidtil er et udtryk for cos(S(t)), medens det andet udtrykker sin(S(t)). Den digitaliserede behandling af de to signaler kan derefter 10 gennemføres således, at afstandsvariationen fuldstændig kan fastlægges både i størrelse og retning, idet S(t) er proportional med arctan til kvotienten mellem de to signaler. Ulempen ved denne fremgangsmåde er imidlertid, at det interferometer, der skal anvendes, er væsentligt mere 15 kompliceret og indeholder en række kostbare komponenter. En anden væsentlig ulempe er, at der opstår målefejl, dersom overfladen reflekterer de to polariseringer forskelligt. Dette fordrer normalt, at der anbringes et spejl på den overflade, hvortil afstanden skal måles, hvilket indebærer at 20 fremgangsmåden ikke er anvendelig til ikke-destruktive målinger. Tilsvarende konstruktioner er beskrevet i GBPS nr. 2,136,117 og USPS nr. 4.480.914.

Ved en anden kendt fremgangsmåde til fortegnsbestemmelse af 25 måleresultaterne moduleres lyset i referencestrålen. Denne fremgangsmåde medfører imidlertid en begrænsning i det opnåelige måleområde, idet området begrænses af modulationsfrekvensen. For at opnå et stort måleområde bør man bruge en høj modulationsfrekvens, men det har vist sig i 30 praksis at være forbundet med store vanskeligheder at arbejde med tilstrækkeligt høje frekvenser på grund af en kraftig varmeudvikling i de komponenter, der frembringer modulationsfrekvensen.

35 Fra USA-patentskrift nr. 4.171.159 kendes et apparat til bestemmelse af overfladeegenskaber ved en genstand og med en større opløsningsevne end hvad der kan opnås med et mikroskop.

I apparatet indgår et interferometer, i hvilket lysbanen kan

3 DK 155250 B

ændres momentant med 1/4 bølgelængde ved at en piezoelektrisk krystal påtrykkes en vekselspænding med firkantform. Formålet med ændringen er at opnå en række parvist simultane amplitudemålinger, der kan anvendes til kvadraturbestemmelse, 5 idet det til dannelse af et billede af genstanden er ubetinget nødvendigt utvetydigt at kunne adskille oplysninger om fase og amplitude. Ved det kendte apparat underkastes genstanden en svingende rotationsbevægelse med kendt frekvens og afstand fra rotationsaksen. Ved det kendte apparat er 10 afstandsvariationen mellem genstanden og interferometeret givet, og patentskriftet giver derfor ingen anvisning på, hvorledes afstandsvariationer kan bestemmes.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe 15 en fremgangsmåde, der muliggør en bestemmelse af afstandsvariationens retning, men som ikke er baseret på en løbende registrering af kvadraturkomponenter, og som følgelig eliminerer de begrænsninger eller komplikationer en sådan registering fører med sig.

20

Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at kun en enkelt ændring i referencestrålens lysbane foretages til fortegnstildeling for de efterfølgende variationsmålinger, og at de digitaliserede signalbehandlingsorganer er indrettet 25 til ved ændringen at konstatere, om signalet fra det lysfølsomme organ ændrer fortegn i forhold til en middelværdi for dette signal, idet den registrerede afstandsvariation tildeles samme eller modsat fortegn som hældningen af kurveforløbet, dersom det elektriske signal er henholdsvis 30 positivt eller negativt efter ændringen, når ændringen medfører en forlængelse af banelængden, og omvendt fortegnstildeling, hvis ændringen medfører en forkortelse af banelængden for referencestrålen.

35 Ved den momentane ændring af banelængden for referencestrålen opstår der en faseændring, idet det interferenssignal, der nu registreres er: 4

DK15S250B

cos(S(t) - pi/2) = sin(S(t)).

Da ændringen sker tilnærmelsesvis momentant, har man med tilnærmelse opnået to sammenhørende værdier af 5 vinkelfunktionen og har derfor grundlag for at bestemme fortegnet for den afstandsændring, som er anledning til at interferenssignalet opstår. Begrebet tilnærmelsesvis momentan skal ses i relation til den frekvens, hvormed samplingen til de digitale signalbehandlingsorganer foregår, idet de to 10 signaler vil være adskilt af et antal klokimpulser i signalbehandlingsorganerne svarende til den reaktionstid, der i praksis vil kunne opnås for de organer, som udfører afstandsændringen. Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fastlægges det således, om det lysfølsomme organs udgangskurve 15 er cos(s(t)) eller sin(s(t)), hvilket sker ved at der i et måleforløb foretages een fortegnsbestemmelse, hvorefter signalet arccos(s(t)) eller arccos(-s(t)) dannes til bestemmelse af s(t). Ved fortegnsbestemmelsen indgår ikke den absolutte størrelse af cos(s(t)) eller sin(s(t)), men 20 alene det forhold, om der på udgangskurven for det lysfølsomme organ sker et fortegnsskift ved bevægelsen af spejlet.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen giver mulighed for en yderst simpel fortegnsbestemmelse og er anvendelig i forbindelse 25 med mange forskellige former for interferometre.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen udvider derved målemetodens alsidighed og gør den egnet til anvendelse ved eksempelvis ruheds- eller vibrationsmålere, der holdes i hånden, måleudstyr eventuelt realtidsmåleudstyr til registrering af 30 deformationer i bærende konstruktioner, fx broer, huse eller maskiner.

I henhold til en foretrukken udførelsesform for opfindelsen foretages der en bestemmelse af de tidspunkter, hvor 35 hastigheden er lav; og i tidsrum, hvor variationen i den målte afstand er lille, foretages ændringen i banelængden.

Herved bliver fremgangsmåden mindre følsom over for det forhold, at cosinus- og sinusværdierne i realiteten ikke er

5 DK 155250 B

samtidige, men afviger med reaktionstiden for de elektroniske og mekaniske komponenter.

Opfindelsen angår tillige et apparat til måling af variationer 5 i afstanden mellem et referencepunkt og et legemes overflade under udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1. Apparatet omfatter en i det væsentlige monokrom lyskilde, der er indrettet til mod legemet at udsende en slank lysstråle; organer til afgrening af en fra lysstrålen afledt lysstråle, 10 der følger en bane omfattende i det mindste en spejling fra en reflekterende overflade, som er placeret på en piezoelektrisk krystal, der er indrettet til momentant at forskyde overfladen med 1/8 bølgelængde af udsendte lys; organer til modtagelse af lys, der reflekteres fra legemets 15 overflade, og til kombinering af dette lys med lyset i referencestrålen på et lysfølsomt organ, der er indrettet til at afgive et signal, der er afhængigt af lysintensiteten, samt digitale signalbehandlingsorganer, som omfatter organer til løbende registrering af den aktuelle hældning af det 20 elektriske signals kurveforløb, til omsætning af signalet til et udgangssignal, der udtrykker nævnte afstandsvariation.

Apparatet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved udløsningsorganer for en enkelt spændingsændring til den 25 piezoelektriske krystal, idet de digitale signalbehandlingsorganer er indrettet til samtidig med forskydningen at registrere en eventuel fortegnsændring i signalet fra det lysfølsomme organ i forhold til dets middelværdi og til at tildele den registrerede 30 afstandsvariation samme eller modsat fortegn som hældningen af kurveforløbet, dersom det elektriske signal er henholdsvis positivt eller negativt efter forskydningen, når forskydningen medfører en forlængelse af banelængden, og omvendt fortegnstildeling, hvis forskydningen medfører en forkortelse 35 af banelængden for referencestrålen.

Apparatet, der i det væsentlige kan opbygges som et konventionelt Michelson interferometer, fordrer kun få

6 DK 1 55250 B

komponenter, men er alligevel i stand til at udføre den ønskede måling med stor nøjagtighed inden for et måleområde, der omfatter betydelige hastigheder. Dette skyldes især det forhold, at signalbehandlingen omfatter så få og simple 5 funktioner, at samplingen og signalomsætningen i realiteten kan udføres på en enkelt klokperiode på den anvendte mikroprocessor eller det ellers anvendte digitale signalbehandlingsudstyr. Den øvre grænse for hastigheden i den målte afstandsvariation fastsættes derfor af bølgelængden 10 af det anvendte lys, af microprocessorens klokfrekvens og af den forudsætning, at argumentet i cosinusfunktionen ikke må variere med mere end pi mellem to på hinanden følgende samplinger. Denne hastighed er større end ved apparater, der er baseret på anvendelse af moduleret lys i referencestrålen.

15

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et diagram for et Michelsoninterferometer, der 20 er indrettet til at anvendes i apparatet ifølge opfindelsen, fig. 2 viser et kurveforløb for et elektrisk signal fra de lysfølsomme organer, 25 fig. 3 viser kurveforløbet af arccos til kurven ifølge fig.

2, fig. 4 viser kurveforløbet for afstandsvariationen udledt fra kurven ifølge fig. 3, 30 fig. 5a, 5b og fig. 5c viser kurvesæt, der viser forløbet af det elektriske signal, når der foretages en ændring i banelængden for referencesignalet, samt den tilsvarende spændingsforsyning til den piezoelektriske krystal, fig. 6 viser et blokdiagram for en udførelsesform for signalbehandlingsorganerne i et apparat ifølge opfindelsen.

35

7 DK 15 5 2 5 O B

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er baseret på anvendelsen af et interferometer, der fra en lyskilde dels udsender en slank lysstråle mod det legeme, hvis overflade skal iagttages, dels udsender en referencestråle, hvis baneforløb til et 5 lysfølsomt organ er kendt. Lys, som reflekteres fra legemets overflade, bringes til at interferere med referencestrålens lys, og interferenssignalet registreres med det lysfølsomme organ. En praktisk udformning for et sådant interferometer kan være et Michelson interferometer som vist skematisk på 10 fig. 1. Interferometeret omfatter en lyskilde 1, der eksempelvis kan være en halvlederlaser. Fra lyskilden 1 udsendes en slank lysstråle 2, der gennem en linse 3 rettes mod overfladen af det legeme 4, hvis afstandsvariation i forhold til inteferometeret skal måles. Lysstrålen fokuseres 15 på overfladen af legemet ved hjælp af linsen 3. På vejen mellem laseren og linsen passerer lysstrålen en såkaldt beamsplitter 5 i form af et delvis gennemsigtigt spejl, der danner en vinkel på 45° med lysstrålen. Derved afgrenes fra lysstrålen en referencestråle 6 under en vinkel på 90°.

20 Referencestrålen 6 rammer en spejlende overflade 7 og kastes derved tilbage i samme bane, men i modsat retning. I denne bane kan der være indskudt en linse 8 til fokusering af referencestrålen 6. Den reflekterede referencestråle 6 rammer beamsplitteren 5, og en del af den passerer denne uden at 25 ændre retning. Den del af referencestrålen, som passerer beamsplitteren 5, passerer en blænde 9, en linse 10 og fokuseres derved på overfladen af et lysfølsomt organ 11, fx en fotodiode. En del af det lys, der rammer overfladen af genstanden 4, reflekteres tilbage gennem linsen 3 og rammer 30 beamsplitteren 5, som spejler en del af det reflekterede lys langs samme bane som referencestrålen 6 gennem blænden 9 og linsen 10 mod det lysfølsomme organ 11. Mellem referencestrålen og det lys, som reflekteres fra overfladen af legemet 4, opstår en interferens, som registreres af det lysfølsomme 35 organ. Hvis legemet eksempelvis udfører en harmonisk svingningsbevægelse S(t), vil der fra det lysfølsomme organ udgå et signal, der i kurveform kan aftegnes som vist på fig.

2. Den afbildede kurve er funktionen cos(S(t). Ved en

8 DK 155250 B

tradionel, digital signalbehandling kan signalet omdannes til den på fig 3 viste kurve, der svarer til arccos(S(t)), og udfra denne kurve kan selve legemets bevægelse S(t) udledes som vist på fig. 4. Det beskrevne apparat er imidlertid ikke 5 i stand til at bestemme, om kurveformen for S(t) er den med fuldt optrukne linier viste eller den med punkterede linier viste, hvilket kan forklares ved, at cos(S(t)) = cos(-S(t)) 10

Det kan således ikke ud fra udgangssignalet fra det lysfølsomme organ 11 fastlægges, om kurveforløbet ifølge fig.

2 er som vist eller den i forhold til abscisseaksen spejlvendte kurve.

15

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er det muligt på et givet tidspunkt at bestemme fortegnet for værdien for cos(S(t)) og følgelig at bestemme, om kurveforløbet er det på figuren viste, eller om kurven forløber spejlvendt i 20 forhold til abscisseaksen. Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen ændres banelængden for referencestrålen momentant med en længde svarende til 1/4 bølgelængde af det fra lyskilden udsendte lys. Eftersom udgangssignalet U fra det lysfølsomme organ kan udtrykkes som: 25 U = A + B cos(4 pi/lambda (L + S(t))), hvor A og B er konstanter, og L er forskellen i længde mellem lysbanen for den udsendte lysstråle og referencestrålen, og 30 cos(v - pi/2) = sin v, vil udgangssignalet U efter ændringen af banelængden tilsvarende svare til: 35 U = A + B sin(4 pi/lambda (L + S(t))).

På fig 5a, 5b og 5c er der vist eksempler på kurveforløbet

9 DK 155250 B

af udgangssignalet fra det lysfølsomme organ. Fig. 5a viser forløbet af udgangssignalet ved en harmonisk svingning af legemet. På fig. 5b er der vist to kurver, dels kurven 51, der repræsenterer vejlængden for referencestrålen, dels kurven 5 52, der repræsenterer udgangssignalet fra det lysfølsomme organ. Samtidig med at banelængden ændres, sker der et spring i udgangssignalet. Dette spring svarer til, at signalet faseforskydes med pi/2 og det elektriske signal bliver derved i realiteten proportionalt med sin(S(t)) på det pågældende 10 tidspunkt. På fig. 5c foretages ændringen i banelængden på et andet tidspunkt (da fig. 5a er identisk med fig. 2, svarer tidpunktet til, at legemet befinder sig i svingningens modsatte yderstilling) og på kurven 54, der svarer til udgangssignalet fra det lysfølsomme organ, ses en ændring i 15 udgangssignalet ud for ændringen i banelængden, der er repræsenteret på kurven 53. I dette tilfælde ændrer udgangssignalet fortegn. Dette forhold udnyttes ifølge opfindelsen til bestemmelse af den retning, hvori legemet har bevæget sig, eller med andre ord til at bestemme fortegnet 20 af den målte afstandsvariation. For at kunne bestemme dette fortegn generelt er det nødvendigt løbende at registrere hældningen af kurveforløbet af udgangssignalet fra det lysfølsomme organ, idet den registrerede afstandsvariation tildeles samme eller modsat fortegn som hældningen af 25 kurveforløbet, dersom udgangssignalet er henholdsvis positivt eller negativt efter ændringen, når denne medfører en forlængelse af banelængden, og en omvendt fortegnstildeling, hvis ændringen medfører en forkortelse af banelængden.

30 Ved det det på fig. 1 viste apparat frembringes ændringen i banelængden, ved at spejlet 7 monteres på en piezoelektrisk krystal 12, eller at den ene elektrode på krystallen poleres på dens overflade og eventuelt forsynes med en spejlende belægning. Ved at ændre en elektrisk spænding, der sættes 35 over krystallen, vil krystallen ændre form, og ved en passende afstemning af krystallens dimensioner og størrelsen af spændingsændringen vil den spejlende flade bevæge sig netop 1/8 bølgelængde, således at banelængden for referencestrålen

10 DK 155250 B

forøges eller forkortes med 1/4 bølgelængde.

Signalbehandlingen kan foregå i signalbehandlingsorganer svarende til de i diagrammet ifølge fig. 6 viste. De viste 5 signalbehandlingsorganer er i vidt omfang baseret på konventionel signalbehandlingsteknik, og diagrammet tjener alene som et udførelseseksempel på, hvorledes fortegnsændringen for det elektriske signal fra de lysfølsomme organer kan bringes til at styre fortegnet for det 10 færdigbehandlede signal. Det indkommende, analoge signal fra det lysfølsomme organ ledes til omsætter 61, der afhængigt af et styresignal kan videregive det modtagne signal, som det modtages, eller videregive det med modsat polaritet. Det således tilpassede indgangssignal videregives til en analog 15 minimums/maximumsdetektor 62 og til en analog/digitalomsætter 63. Det digitaliserede udgangssignal føres videre til et lagerkredsløb 64, der for hvert af de modtagne signaler fra a/d-omsætteren 63 afgiver et udgangssignal svarende til arccos af indgangssignalet. Dette signal føres til et 20 additions/subtraktionskredsløb, hvor signalet adderes til eller subtraheres fra en løbende sum afhængigt af et styresignal, der modtages fra min/max-detektoren 62. Denne detektor 62 "føler" på det analoge indgangssignal og afgiver et udgangssignal, der er afhængigt af hældningsfortegnet for 25 indgangssignalet. Dette fortegn er bestemmende for om de enkelte samples, som via lagerkredsløbet 64 afgives til kredsløbet 65 skal adderes til eller subtraheres fra summen.

I henhold til opfindelsen ledes det digitaliserede signal fra a/d-omsætteren 63 tillige til et udløsningsorgan i form 30 af en indikator 66, der udløser ændringen i banelængden for referencestrålen, og som samtidig afgiver et signal til en fortegnsdetektor 67, til hvilken det analoge indgangssignal fra det lysfølsomme organ også føres. Registreres det samtidig med, at en ændring i banelængden udløses, at en 35 fortegnsændring har eller ikke har fundet sted, afgives et signal til signalomdanneren 61 om at ændre eller bibeholde signalets fortegn, afhængig af om den udløste længdeændring medfører en forøgelse eller en formindskelse af banelængden.

11 DK 155250 B

Indikatoren 66 har tillige til formål at udpege tidspunkter, hvor det er gunstigt at foretage ændringen i banelængden. De tidspunkter, hvor ændringen bedst kan gennemføres, er, hvor de digitale signaler kun i ringe grad ændrer værdi. Disse 5 tidspunkter svarer til, at hastigheden for genstanden i forhold til interferometeret er lille. Indikatoren 66 kan således i princippet udføres som en digital komperator, som sammenligner den aktuelle værdi af signalet med en eller flere foregående værdier, og som dersom forskellen er passende 10 lille, udløser eller muliggør udløsning af en ændring i banelængden. Ved denne udvælgelse af tidspunktet for udløsning af ændringen reduceres fordringerne til den praktiske udformning af styreorganerne for spejlbevægelsen, idet denne bevægelse blot skal være momentan i forhold til bevægelsen 15 af legemet, dvs. ændringen i S(t).

Det skal bemærkes, at det beskrevne signalomsætningskredsløb tillader anvendelse af en høj samplingfrekvens, der for eksempel kan svare til klokfrekvensen af den anvendte 20 mikroprocessor. De øvrige komponenter er i stand til at arbejde med den samme frekvens og medfører ingen reduktion af samplingfrekvensen. Den høje samplingfrekvens er gunstig for måleområdet af det samlede apparat bestående af interferometer og signalbehandlingskredsløb, idet den maksimale 25 hastighed, hvormed den målte afstand kan variere, er proportional med samplingfrekvensen. Ved ændringen af banelængden for referencestrålen sker der en faseforskydning for det analoge indgangssignal, men i praksis er den derved opståede fejl i signalerne uden betydning for målenøjagtigheden, 30 selvom signalerne i den videre signalomsætning betragtes som værende en cosinusfunktion af bevægelsen. Eventuelt kan signalbehandlingen under spejlbevægelsen blive suspenderet i et antal klokperioder svarende til den tid, der medgår til bevægelse af spejlet, og dette vil ikke, dersom bevægelsen 35 sker i et tidsrum, hvor legemets bevægelse er langsom, medføre nogen større usikkerhed i konstateringen af, om et fortegnsskift i det elektriske signal har fundet sted.

Claims (9)

12 DK 155250 B

1. Fremgangsmåde til måling af variationer i afstanden mellem et referencepunkt og et legemes overflade, ved hvilken 5 fremgangsmåde lys udsendt fra en i det væsentlige monokrom lyskilde (1) reflekteres fra legemets (4) overflade og i et interferometer overlejres med en referencestråle (6) med kendt lysbane af lys fra samme lyskilde, og ved hjælp af et lysfølsomt organ (11) omdannes til et elektrisk signal, der 10 i digitaliserede signalbehandlingsorganer, som omfatter organer til løbende registrering af den aktuelle hældning af det elektriske signals kurveforløb, omsættes til et udgangssignal, der udtrykker nævnte afstandsvariation, idet lysbanen for referencestrålen omfatter en spejling i en 15 reflekterende overflade, der har en sådan bevægelighed, at den optiske vejlængde af referencestrålens lysbane kan ændres momentant med 1/4 bølgelængde, kendetegnet ved, at kun en enkelt ændring i referencestrålens lysbane foretages, idet de digitaliserede 20 signalbehandlingsorganer (fig. 6) er indrettet til ved ændringen at konstatere, om signalet fra det lysfølsomme (11) organ ændrer fortegn i forhold til en middelværdi for dette signal, idet den registrerede afstandsvariation tildeles samme eller modsat fortegn som hældningen af kurveforløbet, 25 dersom det elektriske signal er henholdsvis positivt eller negativt efter ændringen, når ændringen medfører en forlængelse af banelængden, og omvendt fortegnstildeling, hvis ændringen medfører en forkortelse af banelængden for referencestrålen.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der foretages en bestemmelse af tidspunkter, hvor afstandvariationen er lille, idet ændringen af banelængden foretages på et sådant tidspunkt.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, 35 kendetegnet ved, at signalbehandlingen i signalbehandlingsorganerne efter ændringen i længden af lysbanen for referencestrålen (6), bortset fra en eventuel

13 DK 155250 B fortegnsændring, er uændret.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at signalbehandlingen omfatter udledning af en arccos-værdi svarende til det til enhver tid 5 registrerede signal fra det lysfølsomme organ.

5. Apparat til måling af variationer i afstanden mellem et referencepunkt og et legemes overflade (4) under udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, hvilket apparat omfatter en i det væsentlige monokrom lyskilde (1), der er indrettet til 10 mod legemet at udsende en slank lysstråle (2); organer (5) til afgrening af en fra lysstrålen afledt lysstråle (6), der følger en bane omfattende i det mindste en spejling fra en reflekterende overflade(7), som er placeret på en piezoelektrisk krystal, der er indrettet til momentant at 15 forskyde overfladen med 1/8 bølgelængde af lysstrålens lys; organer (5) til modtagelse af lys, der reflekteres fra legemets overflade, og til kombinering af dette lys med lyset i referencestrålen på et lysfølsomt organ (11), som er indrettet til at afgive et signal, der er afhængigt af 20 lysintensiteten; samt digitale signalbehandlingsorganer, som omfatter organer til løbende registrering af den aktuelle hældning af de elektriske signals kurveforløb, til omsætning af signalet til et udgangssignal, der udtrykker nævnte afstandsvariation, 25 kendetegnet ved, udløsningsorganer (66) for en enkelt spændingsændring til den piezoelektriske krystal, idet de digitale signalbehandlingsorganer (ved 67) er indrettet til samtidig med forskydningen at registrere en eventuel fortegnsændring i signalet fra det lysfølsomme organ 30 (11) i forhold til dets middelværdi og til at tildele den registrerede afstandsvariation samme eller modsat fortegn som hældningen af kurveforløbet, dersom det elektriske signal er henholdsvis positivt eller negativt efter forskydningen, når forskydningen medfører en forlængelse af banelængden og 35 omvendt fortegnstildeling, hvis forskydningen medfører en forkortelse af banelængden for referencestrålen.

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at signalkredsløbet omfatter

14 DK 155250 B en digital komparator, der er indrettet til at registrere differencen mellem på hinanden følgende sampleværdier eller fra disse ved omsætningen afledte, digitaliserede værdier og ved registrering af en lille differens at udløse en regulering 5 af jævnspændingen til den piezoelektriske krystal. 10 15 20 25 30 35