Фотоэлектрическое устройство для измерения малых перемещений

О П И" С"А "Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

244633

Союз Советскиз

Социалистическиз

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42Ь, 12/02

Заявлено 15.V.1967 (№ 1155507/25-28) с присоединением заявки №

МПК б Olb

Приоритет

Опубликовано 28Х.1969. Бюллетень № 18

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.383.43:

:531:715.1:

:531.717.55 (088.8) Дата опубликования описания 22.Х.1969

Автор изобретения

И, Ш. Эцин

Заявитель

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Известно фотоэлектрическое устройство для измерения малых перемещений, например для поверки микронных индикаторов с ценой деления менее 0,0001 мм, содержащее осветитель, конденсор, блок интерферометра

Фабри-Перо с пьезоэлементами, связанными с зеркалами, полупрозрачное зеркало для разделения светового луча на две части, объектив, диафрагму, фотоумножитель и блок электронной обработки сигнала.

Для повышения точности измерения в предлагаемом устройстве пьезоэлементы выполнены в виде двух соосно расположенных на общем основании полых цилиндров, к протиBoIIoJIo?KHbIM торцам которых прикреплены зеркала интерферометра.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит осветитель 1, светофильтр 2, конденсор 8, зеркало 4, блок интерферометра, выполненный в виде зеркал 5 и 6, которые приклеены к пьезоэлементам 7, 8, выполненным в виде двух соосно расположенных на общем основании 9 полых цилиндров. Кроме того, устройство имеет полупрозрачное зеркало 10 для разделения светового луча на две части, объектив 11, диафрагму

12, фотоумножитель 18 и блок электронной обработки сигнала, который состоит из источников постоянного тока 14, 15, источника переменного тока 16, фазовращателя 17, делителя напря?кения 18, цифрового лампового вольтметра 19, осциллографа 20. Индексом 21 обозначен щуп поверяемого микронного пнди5 катора.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

На пьезоэлемент 8 подается напряжение от источника питания 14. Изменяя это напряже10 ние, добиваются определенного показания поверяемого прибора. На пьезоэлемент 7 подается напряжение постоянного тока и переменного тока частотой 50 2q, от источников питания 15, 16, включенных последовательно.

15 Зеркало приводится в колебание с частотой

50 2, происходит модуляция интерференционной картины, а следовательно, и электричеcI oI О сигнала, снимаемого с фото\ м ножи Геля 18. Переменная составляющая сигнала

20 фотоумножителя подается на вход усилителя оси У осциллографа 20. На вход усилителя оси Х осциллографа подается через фазовращатель 17 переменное напряжение, питающее пьезоэлемент.

25 Фазовращатель 17 служит для получения на экране осциллографа желаемого сдвига сигналов «прямого» и «обратного» хода. Изменением напряжения, подаваемого на пьезоэлемент 8, и амплитуды переменного тока на

30 пьезоэлементе 7 мо?кно получить на экране

244633

Предмет изобретения

1 3

Составитель Л. Лобзова

Редактор С. Сюткина Тсхред, Л. Я. Левина Корректоры: Л, Корогод и А. Николаева

Заказ 2511 15 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совстс Мпиистров СССР

Москва, Центр, пр. Ccposa, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 осциллографа симметричную картину, напоминающую по форме повернутую на 90

«восьмеркр>. При незначительном изменении воздушного промежутка эталона картина становится несимметричной.

Настройка устройства осуществляется таким образом.

После получения симметричной фигуры на пьезоэлемент 7 подается постоянное напряжение от источника питания 15 и цифровым ламповым вольтметром 19 постоянного тока измеряется напряжение, при котором на экране снова получается симметричная картина.

Зная, что измеренное напряжение соответствует половине длины волны зеленой линии ртути, на делителе напряжения 18 устанавливают такой коэффициент деления, чтобы цифровой вольтметр 19 отсчитывал непосредственно доли микрона.

Процесс измерения заключается в следующем.

Регулируя напряжение на пьезоэлементе 8, добиваются симметричной формы картины на осциллографе. Щуп 21 поверяемого микроиндикатора приводится в соприкосновение с верхней плоскостью пластины б таким ооразом, чтобы на шкале индикатора было нулевое показание. Затем изменяют напряжение на пьезоэлементе 8 и добивиотся, чтооы индикатор показывал единичное деление.

При этом картина на экране становится несимметричной. Подавая постоянное напряжение на пьезоэлемент 7, добиваются симметричности картины и считывают с цифрового вольтметра числовое значение смещения, соответствующего одному делению шкалы.

Подобным образом можно проверить всю шкалу индикатора.

Фотоэлектрическое устройство для измерения малых перемещений, например для поверки микронных индикаторов с ценой деления менее 0,0001,ым, содержащее осветитель, конденсор, блок интер ферометра Фа бр и-Перо с пьезоэлементами, связанными с зеркалами, полупрозрачное зеркало для разделения светового луча на две части, объектив, диафрагму, фотоумножитель и блок электронной обработки сигнала, отлича ощееся .тем, что, с целью повышения точности измерения, пьезоэлементы выполнены в виде двух соосно расположенных на общем основании полых цилиндров, к противоположным торцам которых прикреплены зеркала интерферометра.