Устройство для измерения перемещений в двух координатах

r-, !

О П И С А Н И Е 387207

ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.Х.1971 (№ 1709016/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.VI.1973. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 19.Х.1973

М. Кл. G 01Ь 9/02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и аткрмтий

УДК 535.854(088.8) Авторы изобретения

В. В. Добырн, Б. Г. Турухано и Н. Турухано

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

В ДВУХ КООРДИНАТАХ

Изобретение относится к области прецизионного дистанционного,измерения двух линейных координат в плоскости и может быть использовано в измерительной микроскопии, в установках для обмера следов на фотографиях пузырьковых камер и т, п.

Известные устройства для прецизионного измерения двух координат содержат два автономных интерферометра или две пары растровых (дифракционных) решеток с детекторами для определения направления и счета полос и весьма чувствительных к несовершенству направляющих деталей и нестабильных внешних условий.

В предлагаемом устройстве для измерения использованы муаровые полосы, образованные положением двух взаимно ортогональных систем интерференционных полос одинаковой ширины на измерительный элемент, являющийся диффракционной решеткой с двумя системами взаимно ортогональных штрихов равной частоты. Наличие одного измерительного элемента для измерений перемещений в двух координатах и выполнение интерференционного узла в виде компактного блока позволяет повысить точность и надежность измерений.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для измерения в двух координатах.

Устройство работает следующим образом.

Луч света от лазера 1 непрерывного действия попадает на коллимирующие линзы 2 и 8, которые расширяют и коллимируют пучок.

Коллимированный пучок попадает на светоделящую пластину 4 и расщепляется на .ней, причем часть пучка, отраженная от. пластины

4, еще раз отражается от зеркала 5 и направляется на дифракционную решетку. Пучок, 1О прошедший пластину 4 и попавший на светоделящую пластину б, в свою очередь, расщепляется на два пучка, один из которых проходит через пластину б без изменения направления на дифракционную решетку после от15 ражения на зеркале 7.

Светоделящая пластина 4 установлена в паре с зеркалом 5, а светоделящая пластина 6— в паре с зеркалом 7 таким образом, чтобы плоскости пересечения каждой пары зеркала

20 и пластины образовали угол а и р, равные между собой, а линии пересечения плоскостей каждой пары образовывали угол 90 (угол aob).

При установке светоделящих пластин и зер25 кал, как указано выше, за интерфометром образуется три пучка, центральные лучи которого пересекаются,в одной точке пространства.

В зону пересечения центральных лучей пучков, параллельно линиям оа и ob, устанавли3О вают дифракционную решетку 8.

387207

Составитель Л. Гойхман

Техред Л. Богданова

Корректоры: Л. Чуркина и Е. Сапунова

Редактор А. Батыгин

Заказ 2767/1 Изд. № 742 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совега Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

При наличии трех коллимированных когерентных пучков в зоне дифракционной решетки образуется интерференционное поле, интерференционные линии которого имеют взаимно ортогональное направление. Интерференционное поле взаимодействует с дифракционной решеткой и создает за ней при рассогласовании штрихов решетки по направлению и по частоте штрихов с интерференционными линиями поля, муаровые полосы.

За пределами зоны пересечения пучков интерферометра пучки, модулированные муаровыми полосами, разделяются в пространстве, причем при смещении дифракционной решетки,вдоль одного из направлений штрихов муаровые полосы смещаются в одном из пучков в соответствии с шагом и направлением смещения решетки; при этом в другом пучке полосы остаются неподвижными и наоборот.

При смещении решетки в произвольном направлении в плоскости штрихов муаровые полосы будут смещаться в обоих пучках в соответствии со смещением штрихов,в каждом направлении. Две пары фотодетекторов 9 и 10 регистрируют количество муаровых полос и направление их смещения.

Предмет изобретения

Устройство для измерения перемещений в двух координатах, содержащее источник когерентного света, коллиматор, интерферометр, 10 измерительный элемент и фотодетекторы, отличаюи ееся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, измерительный элемент выполнен в виде дифракционной решетки двумя взаимно ортогональными сис15 темами штрихов равной частоты, параллельных системам интерференционных полос, образованных интерферометром в той же плоскости, с образованием муаровой картины, а фотодетекторы для измерения каждой из ко20 ординат расположены в областях разделения двух взаимно ортогональных систем муаровых полос.