30 точности измерени путем полной комсенсации угловых составл ющих перемещений объекта. Поставленна цель достигаетс тем что устройство снабжено четвертым и п тым фотопреобразовател ми с диафрагмами , установленными попарно соответственно с вторым и третьим ф6 топреобразовател ми так, что образо ванные две пары фотопреобразователей расположены во взаимно перпенди кул рных плоскост х относительно оси пучка излучени , а в каждой паре фотопреобразователи расположены симметоично относительно этой оси, двум расширител ми пучка излучени установленными перед каждой из пар фотопреобразоватёлей, и двум блоками вычитани , каждый из которых входами подключен к выходам одной из пар фотопреобразователей, а выходом к соответствующему входу механизма углового перемещени и соответствен но к входам второго и третьего блоко регистрации. На фиг. 1 изображена функциональна схема предлагаемого устройства на фиг,-2 - расположение диафрагм от носительно пучка излучени ; на фиг.З нормальное сечение пучка св-ета, гауссовское распределение интенсивности пучка в нормальном сечении и диаграмма работы устройства по преобразованию угловых смещений пучка по ос м X и У в электрический сигнал. Устройство содержит источник 1 монохроматического света, первый светоделитель 2, на одном выходе излучени из которого последовательно расп1эложены нейтральный фильтр 3, опорное зеркало 4, жестко закрегшенное на механизме 5 линейного перё1мещени опорного зеркала 4 по оси излучени . Надругом выходе излучени из светоделител 2 последовательно установлены фильтр б на длину волны источника 1 света, перва диафрагма 7, первый фотопреобразова тель 8 и первый блок 9 регистрации, электрически св занный с первым фотопреобразователем 8 и механизмом 5 линейного перемещени . На третьем выходе расположен второй светоделитель 10, на одном выходе излучени из которого установлен микрообъектив 11, а надругом - третий светоделитель 12, установленный под углом 45° к пучку излучени . На одном выходе излучени из третьего светоделител 12 последовательно расположены первый расширитель 13 пучка излучени , втора и четверта диафрагмы 14 и 15 второй и четвертый фотопреобразователи 16 и 17 электрически св занные выходами с входами первого блока 18 вычитани электрических сигналов, вы ход которого электрически св зан с входом второго блока 19 регистрации и с первым входом механизма 20 угло вых перемещений, на котором закреплен механизм 5 линейного перемещени опорного зеркала 4. На втором выходе излучени из третьего светоделител 12 последовательно расположены второй расширитель 21 оптического излучени , треть и п та диафрагма 22 и 23, третий и четвертый фотопреобразователи 24 и 25, подключенные выходами к входам второго блока 26 вычитани электрических сигналов, который, в свою очередь,подключен выходом к входу третьего блока 27 регистрации и к второму входу механизма 20 углоЬых перемещений. Исследуемый объект 28 находитс в фокальной плоскости мик рообъектива 11. J. .По сути устройство представл ет собой фотоэлектрический интерферометр. Устройство работает следующим образом . При смещении объекта 28 в направлении оптической оси пащакщего на него сигнального, пучка света интерферометра происходит изменение интенсивности интерференционной картины на выходе интерферометра, пропорциональное величине смещени . Изменение интенсивности интерференционной картины преобразуетс при помощи фотопреобразовател 8 в переменный электрический сигнал, измен ющийс по закону, изменени амплитуды смещени объекта 28. Этот электрический сигнал поступает на механизм 5 линейного перемещени опорного зеркала 4 и смещает опорное зеркало 4 на величину, равную амплитуде смещени объекта 28, но обратную по фазе. Это позвол ет скомпенсировать движение объекта 28. Одновременно этот сигнал измер етс при помощи блока 9 регистрации. При угловых смещени х объекта 28 происходит расхождение опорного и сигнального пучков на выходе интерферометра на угол, равный углу пово- рота объекта 28. Это приводит к изменению интенсивности интерференционной картины и к погрешности измерени . Последн устран етс за счет компенсации угловых смещений, кото .ра осуществл етс при помощи схемы , образованной светоделител ми 10 и 12, расширител ми 13 и 21, диафрагмами 14 и 15, 22 и 23, фотопреобразовател ми 16 и 17, 24 и 25, блоками 18 и 26 вычитани электрических сигналов и механизмом 20 углового смещени опорного зеркала 4. Компенсаци происходит следукицим образом. При угловых перемещени х объекта 28 происходит смещение пучка света , отраженного светоделителем 10 относительно диафрагма; 14 и 15, 22 и 23, которые попарно установлены в двух взаимно перпендикул рных плоскост х относительно оси пучка излучени - (фиг. 2), а в парах диафрагкы расположены симметрично относительн этой оси, например в диаметрально противоположных точках середин линейных участков зависимости гауссовского распределени интенсивности пучка излучени , по нормальному сечению (фиг, 3 ). Угловое смещение пучка, вызванное угловым смещением объекта, раскладываётс по двум координатным ос м X и У (фиг, 3), при этом изменение интенсивности при помощи фо топреобразователей 16 и 17, 24 и 25 преобразуетс в электрические сигналы XoW-i пропорциональ ные составл ющим углового смещени о X и У, При- смещении объекта по оси X ве личина напр жени на фотопреобраэова тел х 16 и 17 определ етс из выражений: . ч ). где Wj( , и - электрическое напр же ние на выходах-фотопре образователей ; RH - сопротивление нагрузки фотопреобразователей, Зф sinuj-t- ток фотопреобразовател . соответствующий изменению интенсивности на выходах диафрагм 14 и 15. При смещении пучка по оси X на фо-1. топреобразовател х 24 и 25, регистри рующих угловое смещение по оси У, величины электрического напр жени будут определ тьс из выражений: где ; (J - сигналы на выходах фо 2 топреобразователей; RH - сопротивление нагрузки фотопреобразователей; Зф Sinw-t,- токи фотопреобразоваЗф sinu)i телей, соответствующие изменению интенсивности на выходах диафрагмы 22 и 23. Электрическое напр жение, снимаемое с фотопреобразователей 16 и 17, подаетс на блок 18 вычитани электрических сигнёшов, с которого снимаетс разностный сигнал поступающий, на механизм 20 углового смещени , Аналоги но напр жение с фотопреобразователей 24 и 25 подаетс на блок 26 вычитани электрических сигналов, а разностный, сигнал с блока 26 - на механизм 20 углового смещени . Но так как смещение объекта происходило только по оси X, то разностный сигнал на блоке 26 вычитани электрических сигналов равен О, и смещение опорного зеркала 4 происходит только в плос ,кости XOZ за счет Е азностного сигнала с первого блока 18 вычитани электрических сигналов. Аналогично при смещении объекта только по оси У происходит смещение опорного зеркала 4 лишь в плоскости Y02, Угловое смещение объекта 28 приводит к угловому смещению опорного зеркала 4, и угловое расхождение сигнального и опорного пучков на выходе интерферометр при угловых смещени х объекта сводитс к нулю. Изменение интенсивности интерференционной картины на выходе интерферометра прюисходит только при нормальном смицении объекта 28, блок 9 регистрации ра- . гистрирует только амплитуду перемещений объекта, происход щих по нормали к его поверхности. Эффективность изобретени заклю .чаетс в повышении точности измерени за счет более точной компенсгщии угловых смещений объекта, обуслов ;.ленной регистрацией угловых смещений ;в плоскост х XOZ и VOZ парами фотопреобразователей с последв/ющим измерением электрических.сигналов фо .топреобразователей в каждой паре. Формула изобретени Устройство дл измерени параметров движени объекта по авт. св. № 756194, отличаю щ е е с тем, что, с целью повышени точное т и измерений, оно снабжено четвертым и п тым фотопреобразовател ми с диафрагмами, установленными попарно соответственно с вторым и третьим фотопреобразовател ми так, что образованные две пары фотопреобразователей расположены во взаимно перпендикул рных плоскост х относительно оси пучка излучени , а в каждой паре фотопреобразователи расположены симметрично относительно этой оси, двум расширител ми пучка излучени , установленными перед каждой из пар фотопреобразователей, и двум блоками вычитани , каждый из которых входами подключен к выходам одной из пар фотопреобразователей, а выходом к соответствунвдему входу механизма углового перемещени и соответственно к входам второго и третьего блоков регистрации. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 756194, кл, ( 01 в11/00, 1978 (.прототип %.
7 L
mmtt
9
Z
г4
(pua.i
го
D p
fffl 2S
Фи8.г
(pu8.i
(J
г
vy
у
//affpaB ff ue cSemoffoeo (a
,x,
/л /л
xz
v
и
OfrrSepamu/f
ч
r иа Урог8М
фиг 5