SU708143A1 - Способ измерени взаимного сдвига двух систем интерференционных полос в белом свете - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике , а именно к способам измерени  параметров интерференционных полей.

Известен способ измерени  сдвига системы интерференционных полос в белом свете, заключающийс  в том, что проецируют анализируемую интерференционную картину на фоточувствительную поверхность фотопреобразовател , сканируют интерференционную картину перпендикул рно интерференционным полосам , детектируют видеосигнал, соответствующий интерференционным полосам, и по его нулевому уровню суд т о наведении на ахроматическую полосу 1.

Недостатком этого способа  вл етс  то, что он позвол ет измер ть только концевые меры, т.е. линейные величины, пр1гчем диапазон геометрических размеров измер емых объектов ограничен.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс  способ измерени  взаимного сдвига двух систем интерференционных полос в белом свете, преимущественно равной толщины, заключающейс  в том, что

1Трое1Шруют  г1Л : иоуймчо -жгопференцнонщю к ioio-птзстЕКтельтю поверхность фотопреооразователк, скак груют интерферен1шои:г ;с ,- перпендикул рно интерференционкьГг полосам, по крайней мере одной системы пслос. эпомшгюд максимальные амгшитудь вндгосип алов на одном из кадров, соответств тошие центрам симметрии ахроматических ПОЛОГ; и сравнивают их с теми же видеосигиглаг.1И в следующем кадре 2J.

Однако его недостаток заключаетс  в отсутствии высокой точности и стабильности измерений, ввиду того, что положение максимума ахроматической пачосы выдел ют обычными электр гческими методами, например масштабированием интервала времени. Кроме того данный способ не предназначен дл  измерени  направлени  хэдвига интерференционHbix полос.

Цель изобретени  повьпцение точности и стабильности измерени  и определетше направлени  сдвига.

Это достигаетс  за счет того, что при реаЛ11зации предложенного способа помимо извест37

операций кроме того формируют анализируемую интерференционную картину в монохроматическом свете с известной длиной волны и при ее сканировании определ ют среднюю интерференционных полос, результат вычислени  запоминают в виде коэффициента пересчета в цифровой форме, выбирают по одной строке в каждой системе порос, измер ют на выбранных строках временные интервалы от моментов времени, соответствующих началам развертки выбранных строк, до моментов , соответствующих центрам симметрии ахроматических полос, результаты запоминают в виде цифровых йодов, а величину и направление сдвига двух систем полос определ ют по разности этих йодов.

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства, реализующа  предложенный способ; на фиг. 2 - временна  диаграмма процесса измерений.

.Дл  реализации способа используетс  оптический интерферометр 1, телевизионна  камера 2, генератор 3 управл ющих сигналов, ввдеоконтрольное устройство 4, переключатель 5, блок 6 формировани  коэффициента пересчета , блок 7 запоминани  максимальной амплитуды первого канала, компаратор 8 первого канала , блок 9 формировани  временных интервалов первого канала, блок 10 запоминани  максимальной амплитуды второго канала, компаратор 11 второго канала, блок 12 формировани  временных интервалов второго канала, реверсивный счетчик 13 и цифровой индикатор 14.

Процесс измерени  заключаетс  в следующем ..

Интерференционное поле, создаваемое интерферометром 1, проецируют на фоточувствительную поверхность передающей трубки камеры 2 Наблюда  две системы полос интерференции на экране видеокошрольного устройства 4

выбирают cipoKH телевизионного растра по одной на каждой системе полос. Переключатель 5 находитс  при этом в положении М. Подлежаща  анализу интерференционна  картина формируетс  сначала в монохроматическом

свете и представл ет собой две системы темны и светлых полос, разделенных линией - гра1шцей раздела. Интерференционную картину располагают относительно сканирующего растра телевизионной трубки так, чтобы одна из выбранных строк была перпендикул рна к интерференционным полосам. В блоке 6 формировани  коэффициента пересчета выдел ютс  периоды электрического сигнала, соответствующие широким полосам (пространственному распределению  ркости в монохроматической интерференционной картине) вдоль строки перпендикул рной к интерференционным. полосам . Длительность выделенных периодов (ширины полос) усредн етс , например, путем определени  интервала времени, соответсвующего считыванию определенного количества целых полос, с последующим делением полученного промежутка времени на число этих полос . Результат умножаетс  на коэффициент преобразовани  К, устанавливающий однозначное соответствие между шириной интерференционной полосы и периодом электрического сигнала. Таким образом в блоке 6 формируетс  код коэффициента пересчета, устанавливающий соответствие между длиной волны монохроматического света и промежуточном времени, в течение которого электронный луч передающей трубки перемещаетс  по строке из одной точки в другую. Код коэффициента пересчета запоминаетс  в цифровой форме и поступает на входы блоков 9 н 12 формировани  speMeffflbix интервалов непрерывно в течение цикла измерений. Дл  измерени  сдвига двух систем интерференционных полос в белом свете та же интерференционна  картина формируетс  затем уже в белом свете и проецируетс  по фоточувствительную поверхность передающей трубки. Переключатель 5 устанавливаетс  в положение Б. Интерференционна  картина (фиг. 2а) в белом свете представл ет собой две системы 15 и 16 цветных полос, раделенных границей 17 раздела. В центре каждой из двух систем интерференционных полос наход тс  ахроматические полосы 18 и 19. Видеосш-нап, генерируемый трубкой при считывании нтepфepeнциoннoгo пол  в белом свете, пропорционален распределению  ркости по строке. Видеосигнал будет максимальным, когда электронный луч передающей трубки находитс  в том месте фоточувствительной поверхности, куда спроецирован центр ахроматической полосы. При измерении оба канала устройства, реализующего предложенный способ работают одинаково. Первый канал обрабатывает видеосигналы от системы полос 15, а второй - от системы 16. На первом же кадре (фиг. 26) после переключени  переключател  5 в положении Б видеосигнал 20 от выбранной строки 21 поступает в блок 7, который запоминает значение максимальной, амплитуды видеосигнала Um, первого канала. По сигналу управл ющего генератора 3 видеосигнал 22 от строки.23 посгупает в блок 10, который запоминает значение максимальной амплитуды видеосигнала Dm второго канала. Сигналы от всех других строк телевизионного растра в измерительную часть устройства не поступают. На втором кадре (фиг. 2в) в момент начала строк 21 и 23 блоки 9 и 11 формировани  временных интервалов считьшан  врем  и преобразовывают его в код в сооветствии с ранее потученным коэффициентом

пересчета. Одновременно на вход компаратора 8 поступают ввдеосигнал 24 и напр жение Um., а на вход компаратора 11 - вндеосигС

нал 25 и напр жение Um. В момент равенства этих . напр жений с соответствующими максимальными значени ми напр жений видеосигналов второго кадра компаратор 8 формирует импульс 26, а компаратор 11 - импульс 27. Импульс 26 прекращает поступление кода временного интервала 28 (t), а импульс 27 кода временного интервала 29 (t,), следовавших на реверсивный счетчик 13. Код временного интервала первого канала записываетс  в счетчик со знаком плюс, а код временного интервала второго канала - со знаком микус . Информаци  о величинах максимальных амплитуд видеосигналов, запомненна  на первом кадре в блоках 7 .и 10 на следующей строке стираетс . Разность кодов, поступивших в счетчиках 13 по первому и второму каналам, опорциональна промежутку времени 30 (t 2 - t) и определ ет величину относительного сдвига двух систем.интерференционных полос в бепом свете (фиг. 2г). Значение сдвига в метрических единицах фиксируетс  индикатором 14.

Способ позвол ет расщирить диапазон измерений , повысить точность и стабильность результатов , дает возможность определ ть направлени  сдвига двух систем интерференционных полос в белом свете.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 413367, кп/}01 В 9/02, 1971.

2.Журнал Trans. Am. Inst, Elektrl972, par 1 p. 392-395/1953 (прототип).

Фа1.1