SU1245884A1 - Device for measuring geometric parameters - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в магаиностроении, метрологии, геодезии, геофизике и других област х преимущественно дл  линейных измерений. Целью изобретени   вл етс  обеспечение увеличени  диапазона при измерении рассто ний за счет уменьшени  погрешностей флуктуации оптического тракт а. Устройство содержит источник излучени , интерферометр , опорное зеркало которого укреплено на пьезоэлементе, и фото- приемник, установленный на выходе интерферометра. Генератор пилообразного напр жени , св занный с пьезоэлементом, и умножитель частоты с коэффициентом умножени  с,// (где а - амплитуда смещени  пьезо- элемента с опорным зеркалом в интерферометре ) позвол ют с помощью синхронного детектора выдел ть составл ющую сигнала фототока с амплитудой , пропорциональной огибающей интенсивности интерференционного сигнала, и с частотой df /Д, где I - частота генератора. На амплитуду выдел емого сигнала флуктуации среды не оказывают вли ни . 1 ил. i СЛ IsD 4i СЛ оо 00 4The invention relates to a measurement technique and can be used in engineering, metrology, geodesy, geophysics, and other areas primarily for linear measurements. The aim of the invention is to provide an increase in the range when measuring distances by reducing the errors in the fluctuations of the optical path a. The device contains a radiation source, an interferometer, the reference mirror of which is mounted on the piezoelectric element, and a photo-receiver mounted at the output of the interferometer. The sawtooth generator associated with the piezoelectric element and the frequency multiplier with a multiplication factor c, // (where a is the displacement amplitude of the piezoelectric element with the reference mirror in the interferometer) allows the component of the photocurrent signal with amplitude to be extracted using a synchronous detector proportional to the envelope intensity of the interference signal, and with the frequency df / D, where I is the frequency of the generator. Fluctuations of the medium do not affect the amplitude of the signal emitted. 1 il. i SL IsD 4i SL oo 00 4

Description

1one

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в машиностроении, метрологии , геодезии, геофизике и других област х преимущественно дл  линейных измерений.The invention relates to a measurement technique and can be used in mechanical engineering, metrology, geodesy, geophysics, and other areas primarily for linear measurements.

Цель изобретени  - обеспечение увеличени  диапазона при измерении рассто ний путем уменьшени  погрешностей флуктуации оптического тракта .The purpose of the invention is to provide an increase in the range when measuring distances by reducing the errors in the fluctuations of the optical path.

На чертеже изображена блок-схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Устройство содержит источник 1 излучени , интерферометр 2, опорное зеркало которого.укреплено на пьезоэлементе, фотоприемник 3, установленный на выходе интерферометра, схему обработки сигнала в виде синхронного детектора 4, измерител  5 амплитуды, умножител  -6 частоты и источника 7 переменного напр. же- ни . Источник 7 переменного напр жени  выполнен в виде генератора пилообразных звуковых колебаний и соединен с пьезоэлементом опорного зеркала интерферометра 2 и через умножитель 6 частоты - с одним входом синхронного детектора 4, другой вход которого соединен с выходом фотоприемника 3, а выход - с входом измерител  5 амплитуды.The device contains a radiation source 1, an interferometer 2 whose reference mirror is mounted on a piezoelectric element, a photodetector 3 installed at the output of the interferometer, a signal processing circuit in the form of a synchronous detector 4, an amplitude meter 5, a frequency multiplier -6 and a variable source 7 eg. women The alternating voltage source 7 is in the form of a sawtooth oscillation generator and connected to the piezoelectric element of the reference mirror of the interferometer 2 and through frequency multiplier 6 to one input of the synchronous detector 4, the other input of which is connected to the output of the photodetector 3, and the output to the amplitude meter 5 .

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Излучение от источника 1, пройд  через интерферометр 2, создает на фотоприе мнике 3 интерференционную картину с интенсивностьюThe radiation from the source 1, passing through the interferometer 2, creates on the photodetector 3 an interference pattern with intensity

((,, (1)((,, (one)

где 1 и I 2 интенсивности интерферирующих пучков;where 1 and I 2 are the intensities of the interfering beams;

, f(S} - модуль функции когерентности;, f (S} is the modulus of the coherence function;

458842458842

Ь - разность хода интерферирующих пучков; Л. - длина волны.B is the path difference of the interfering beams; L. is the wavelength.

Источник 7 в виде ге 1ератора пилЬ- 5 образных звуковых колебаний с помощью пьезоэлемента и опорного зеркала интерферометра 2 модулирует разность хода интерферирующих пучков по пилообразномузакону, что приводит к модул ции интенсивностиThe source 7 in the form of a helix laser saws a 5-shaped sound oscillations using the piezoelectric element and the reference mirror of the interferometer 2 modulates the path difference of the interfering beams according to the sawtooth law, which leads to intensity modulation

14 {,-2rnj(.B}lcos -(S.aW. 1 г л г Л J2) .14 {, -2rnj (.B} lcos - (S.aW. 1 g lg L J2).

Так как изменение модул  функции когерентности достаточно плавное, то при изменении разности хода будет измен тьс  только фаза, записанна  в выражении (2), Синхронный детектс1р выдел ет амплитудуSince the change in the modulus of the coherence function is sufficiently smooth, as the path difference changes, only the phase written in the expression (2) will change, the Synchronous Detector will select the amplitude

на частоте ,on frequency

10ten

1515

2020

сигнала 2/ТД77уТ где о, - амплитуда смещени  зеркала, которую измер ют измерителем 5 амплитуды.signal 2 / TD77uT, where o, is the displacement amplitude of the mirror, which is measured by an amplitude meter 5.

Форму л а изобретени Formula of invention

Устройство дл  измерени  геометрических параметров, содержащее источник излучени , интерферометр, опорAn apparatus for measuring geometrical parameters comprising a radiation source, an interferometer, supports

ное зеркало которого укреплено наwhose mirror is fixed on

пьезозлементе, фотоприемник, установленный на выходе интерферометра, схему обработки сигнала, источник переменного напр жени , соединенныйpiezoelectric transducer, photodetector mounted at the output of the interferometer, signal processing circuit, alternating voltage source connected

с пьезоэлементом, и измеритель ампли- туды, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  увеличени  диапазона при измерении рассто ний, схема обработки сигнала выполненаa piezoelectric element, and an amplitude meter, characterized in that, in order to provide an increase in the range when measuring distances, the signal processing circuit is performed

в виде соединенных последовательно умножител  частоты, вход которого соединен с. выходом источника перемеН ного напр жени  в виде генератора, пилообразных звуковых колебаний, иin the form of a series-connected frequency multiplier, the input of which is connected to. the output of the alternating voltage source in the form of a generator, saw-tooth sound waves, and

синхронного детектора, второй вход которого соединен с фотоприемником, а выход - с измерителем амплитуды.synchronous detector, the second input of which is connected to the photodetector, and the output - with an amplitude meter.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для измерения геометрических параметров, содержащее источник излучения, интерферометр, опор ное зеркало которого укреплено на пьезоэлементе, фотоприемник, установленный на выходе интерферометра, схему обработки сигнала, источник переменного напряжения, соединенный с пьезоэлементом, и измеритель амплитуды, отличающееся тем, что, с целью обеспечения увеличения диапазона при измерении расстояний, схема обработки сигнала выполнена в виде соединенных последовательно умножителя частоты, вход которого соединен с. выходом источника перемен· кого напряжения в виде генератора, пилообразных звуковых колебаний, и ' синхронного детектора, второй вход которого соединен с фотоприемником, а выход - с измерителем амплитуды.A device for measuring geometric parameters, containing a radiation source, an interferometer, a reference mirror mounted on a piezoelectric element, a photodetector installed at the output of the interferometer, a signal processing circuit, an AC voltage source connected to the piezoelectric element, and an amplitude meter, characterized in that, for the purpose of providing an increase in the range when measuring distances, the signal processing circuit is made in the form of a frequency multiplier connected in series, the input of which is connected to. the output of a source of alternating voltage in the form of a generator, sawtooth sound waves, and a synchronous detector, the second input of which is connected to a photodetector, and the output to an amplitude meter.