SU364838A1 - Датчик линейного перемещения объекта - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в датчиках линейных перемещений , основанных на использовании интерферометров , и может найти применение в особо точном оборудовании микроэлектронной промышленности .

Известен датчик линейных перемещений, основанный на считывании интерференционных полос Б интерферометре Майкельсона, содержащий источник когерентного излучени , смеситель лучей, оптическую систему, фотоприемники и счетчик .импульсов.

В этом датчике луч света с помощью светоделительного зеркала расщепл етс  на два, один из которых направл етс  на неподвижно закрепленное зеркало, а другой - на зеркало, установленное на объекте, линейное перемещение которого измер етс . Подвижное и неподвижное зеркала выполн ют роль смесител  лучей.

После отражени  от зеркал лучи встречаютс  и интерферируютс . В зоне интерференции неподвижно установлен фотоприемник, выдающий импульсы тока, число которых пропорционально перемещению. Имиульсы подаютс  на счетчик, вырабатывающий информацию о перемещении измер емого объекта. Дл  того, чтобы непр молинейность направл ющих, по которым движетс  объект, не вли ла на точность измерении, зеркало, установленное на нем, выполн етс  в виде призмы - в комбинации с неподвижно закрепленным плоским зеркалом (система «кошачий глаз).

Недостатком такой системы  вл етс  то, что луч света четыре раза проходит измер емый интервал, что увеличивает ошибку измерений из-за деформаций корпуса интерферометра, повышает требовани  к когерентности света.

Целью .изобретени   вл етс  повышеиие точности измерений и снижение требований к когерентности света.

Дл  этого смеситель лучей выполнен в виде двугранного зеркала и двух линз, установленных так, что линзы фокусируют излучение у вершины двугранного зеркала. Две линзы, двугранное зеркало и фотоириемники предназначены дл  установки их на объекте неподвижно друг относительно друга.

На чертелче изображена оптическа  схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит источник когерентного излучени  /, приз,мы 2 и 3, смеситель лучей, состо щий из линз 4, 5 , и двугранного зеркала

6, фотоприемники 7 и счетчик импульсов 8. Датчик работает следующим образом. Лучи света а и б от источника когерентного излучени  /, например лазера, направл ютс  призмами 2 и 3 параллельно перемещению измер емого объекта на линзы 4 и 5 соответственно . Линзы 4 и 5 фокусируют лучи вблизи вершины двугранного зеркала 6, имеющего такой угол при вершине, что лучи пересекаютс  в плоскости фотоприемников 7. Лннзы 4 и 5, двугранное зеркало 6 и фотонриемники 7 закреплены неподвижно относительно друг друга и установлены на объекте, линейное неремешение которого измер етс . При развороте измер емого объекта из-за непр молинейности направл ющих, ио которым он движетс , произойдет изменение угла отражени  лучей а и б от двугранного зеркала 6, однако, поскольку лучи отражаютс  от одного и того же зеркала, то угол между лучами не изменит  . Поэтому ширина интерференционных полос .со.хранитс . Эта система нечувствительна в значительной мере к смещени м объекта в направлении, пернендикул рном измер емому Перемещению, поскольку фотоприемники

7, линзы 4, 5 н зеркало 6 установлены на самом объекте, и изменени  разности хода лучей в точку их интерференции на поверхности фотоприемников не .происходит.

Предмет изобретени 

Датчик линейного перемещени  объекта, содержащий источник когерентного излучени ,

смеситель лучей, оптическую систему, фотоприемники и счетчик импульсов, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности измерени , смеситель лучей выполнен в виде двугранного зеркала и двух линз, установленных так, что линзы фокусируют излучение у вершины двугранного зеркала, линзы, двугранное зеркало и фотоприемники предназначены дл  установки ,их на объекте неподвижно относительно друг друга.

с- , ,

#м/