[go: up one dir, main page]

SU1765691A1 - Method of measuring object displacement 9237, ,1167 vehicle heel pickup - Google Patents

Method of measuring object displacement 9237, ,1167 vehicle heel pickup Download PDF

Info

Publication number
SU1765691A1
SU1765691A1 SU904816509A SU4816509A SU1765691A1 SU 1765691 A1 SU1765691 A1 SU 1765691A1 SU 904816509 A SU904816509 A SU 904816509A SU 4816509 A SU4816509 A SU 4816509A SU 1765691 A1 SU1765691 A1 SU 1765691A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
periodic structure
measuring
radiation
frequency
moving
Prior art date
Application number
SU904816509A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Ильич Телешевский
Николай Александрович Яковлев
Original Assignee
Московский станкоинструментальный институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский станкоинструментальный институт filed Critical Московский станкоинструментальный институт
Priority to SU904816509A priority Critical patent/SU1765691A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1765691A1 publication Critical patent/SU1765691A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

1one

(21)4816509/28(21) 4816509/28

(22) 19.04.90(22) 04.19.90

(46) 30.09.92. Бюл. № 36(46) 09/30/92. Bul Number 36

(71)Московский станкоинструментальный институт(71) Moscow Machine Tool Institute

(72)В.Й.Телешевский и Н.А.Яковлев(72) V.Y.Teleshevsky and N.A.Yakovlev

(56)Авторское свидетельство СССР Мг 572646, кл. G 01 В 11/00, 1977.(56) USSR Copyright Certificate Mg 572646, cl. G 01 B 11/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР Ns 1610252, кл. G 01 В 11/00, 1988. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТАUSSR author's certificate Ns 1610252, cl. G 01 B 11/00, 1988. (54) METHOD OF MEASURING OBJECT DISPLACEMENTS

(57)Изобретение относитс  к измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет использовани  частоты в качестве информационного параметра . На сформированную в прозрачной среде движущуюс  периодическую структуру направл ют опорный и отраженный от объекта измерительный потоки когерентного излучени , ориентиру  их из услови  обеспечени  многопор дковой дифракции потоков. Измерительный поток раздел ют на три пучка, ориентиру  их из услови  пространственного совмещени  пор дков дифракции этих пучков на периодической структуре таким образом, что алгебраичеА(57) The invention relates to a measurement technique. The aim of the invention is to improve accuracy by using frequency as an information parameter. The reference and reflected measurement streams of coherent radiation are directed to a moving periodic structure formed in a transparent medium, orienting them from the condition of multi-stream diffraction. The measuring flux is divided into three beams, orienting them from the condition of spatial combination of the diffraction orders of these beams on a periodic structure in such a way that the algebraic

ека  разность частот, совмещенных в одном из направлений движени  периодической структуры, пропорциональна частоте периодической структуры в этом направлении, интерферирующие пор дки дифрагирующих излучений преобразуют в электрические сигналы. Каждую составл ющую периодической структуры, движущуюс  в одной из двух взаимно перпендикул рных плоскостей, охватывают положительной обратной св зью в временной задержкой, использу  указанные электрические сигналы в качестве управл ющих формированием соответствующей периодической структурой. Показано, что осуществление указанной положительной обратной св зи обеспечивает пропорциональную зависимость смещени  объекта по оси, св занной с направлением движени  периодической структуры от изменени  частоты соответствующего электрического сигнала, т.е. позвол ет дл  смещений по координатам, св занным с направлени ми движени  периодической структуры, в качестве информативного параметра использовать частоту, чем и обеспечиваетс  положительный эффект в виде повышени  точности. 4 ил.Since the difference in frequency in one direction of motion of the periodic structure is proportional to the frequency of the periodic structure in this direction, the interfering orders of the diffracting radiation are converted into electrical signals. Each component of a periodic structure moving in one of two mutually perpendicular planes is covered with positive feedback in a time delay using these electrical signals as control for the formation of a corresponding periodic structure. It is shown that the implementation of this positive feedback provides a proportional dependence of the displacement of an object along the axis related to the direction of motion of the periodic structure on the frequency change of the corresponding electrical signal, i.e. allows for displacements along the coordinates associated with the directions of motion of the periodic structure as an informative parameter to use the frequency, which provides a positive effect in the form of an increase in accuracy. 4 il.

слcl

сwith

XI а сл о оXI and about o

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  точности линейных перемещений объектов, например рабочих органов станков и измерительных приборов,The invention relates to a measuring technique and can be used to control the accuracy of linear movements of objects, such as the working bodies of machine tools and measuring devices,

Известен способ измерени  фазового сдвига световых волн, заключающийс  в том, что монохроматические когерентные излучени  опорного и измерительного каналов интерферометра направл т на периодическую структуру, созданную излучателем в среде распространени  ультразвуковых волн под углом, обеспечивающим многопор дковую дифракцию от каждого излучени  и преобразуют интерферирующие пор дки дифрагированных излучений в электрический сигнал, частота которого определ етс  алгебраической разностью номеров интерферирующих пор дков, а фазовый сдвиг равен фазовому сдвигу световых волн.A known method for measuring the phase shift of light waves is that the monochromatic coherent radiation of the reference and measuring channels of the interferometer is directed to a periodic structure created by the emitter in the propagation medium of ultrasonic waves at an angle that provides multi-diffraction from each radiation and transforms the interfering diffracted waves. radiation into an electrical signal whose frequency is determined by the algebraic difference of the numbers of the interfering orders, and zovy shift is a phase shift of light waves.

Недостатком способа  вл етс  невозможность измерени  пространственных перемещений .The disadvantage of this method is the impossibility of measuring spatial movements.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  способ измерени  пространственного перемещени  объекта, заключающийс  в том, что формируют когерентное излучение, которое раздел ют на измерительный и опорный потоки, формируют в прозрачной среде периодическую структуру, движущуюс  в двух взаимно перпендикул рных плоскост х , опорный и отраженный от объекта измерительный потоки излучени  направл ют на прозрачную среду с движущейс  периодической структурой под углом, выбираемым из услови  многопор дковой дифракции от каждого из потоков, при этом измерительный поток излучени  раздел ют на три пучка, ориентированные так, что один из пучков образует с двум  другими в двух взаимно перпендикул рных плоскост х равные углы, величину которых выби- рают из услови  пространственного совмещени  пор дков дифракции этих пучков на периодической структуре таким образом , что алгебраическа  разность частот дифракционных пор дков, совмещенных в одном из направлений движени  периодической структуры, пропорциональна частоте периодической структуры в этом направлении, преобразуют интерферирующие пор дки дифрагированных излучений в электрические сигналы, по параметрам которых суд т о смещении объекта.The closest to the technical essence of the present invention is a method for measuring the spatial movement of an object, which consists in forming coherent radiation, which is divided into measuring and reference flows, forming a periodic structure in a transparent medium, moving in two mutually perpendicular planes, reference and reflected from the object measuring radiation fluxes are directed to a transparent medium with a moving periodic structure at an angle chosen from the conditions of multiple orders This diffraction is from each of the streams, and the measuring radiation flux is divided into three beams, oriented so that one of the beams forms equal angles with the other two in two mutually perpendicular planes, the magnitude of which is chosen from the condition of spatial alignment of the orders diffraction of these beams on a periodic structure in such a way that the algebraic difference of the frequencies of the diffraction orders combined in one of the directions of motion of the periodic structure is proportional to the frequency of the periodic structure In this direction, transform the interfering orders of the diffracted radiation into electrical signals, the parameters of which judge the displacement of the object.

Однако недостатком указанного способа  вл етс  низка  разрешающа  способность устройств дл  измерени  перемещени  в направлени х движени  периодической структуры.However, the disadvantage of this method is the low resolution of devices for measuring movement in the directions of motion of a periodic structure.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений перемещений.The aim of the invention is to improve the accuracy of movement measurements.

Это достигаетс  тем, что когерентное излучение раздел ют на измерительный и опорный потоки, формируют в прозрачной среде периодическую структуру, движущуюс  в двух взаимно перпендикул рных плоскост х , опорный и отраженный от объекта измерительный потоки излучени  направл ют на прозрачную среду с движущейс  периодической структурой под углом, выбираемым из услови  многопор дковой дифракции от каждого из потоков, при этом измерительный поток излучени  раздел ют на три пучка, ориентированные так, что один из пучков образует с двум  другими в двух взаимно перпендикул рных плоскост х равные углы, величину которых выбирают из услови  пространственного совмещени  пор дков дифракции этих пучков на периодической структуре таким образом, что алгебраическа  разность частот дифракционных пор дков, совмещенных в одном из направлений движени  периодической структуры, пропорциональна частоте периодической структуры в этом направлении, преобразуют интерферирующие пор дки дифрагированных излучений в электрические сигналы, каждую из составл ющих периодической структуры, движущуюс  в одной из двух взаимно перпендикул рных плоскостей, охватывают положительной обратной св зью с временной задержкой, использу  в качестве сигнала, управл ющего формированием соответствующей составл ющей периодической структуры, электрический сигнал, полученный в результате преобразовани  дифрагированного на этой составл ющей периодической структуры измерительного потока излучени , а о смещении объекта по оси, св занной с направлением движени  периодической структуры, суд т по пропорциональному изменению частоты электрического сигнала.This is achieved by separating coherent radiation into measurement and reference fluxes, forming a periodic structure in a transparent medium, moving in two mutually perpendicular planes, and measuring and reflecting radiation fluxes from the object directed to the transparent medium with a moving periodic structure at an angle chosen from the condition of multi-diffraction from each of the streams, and the measuring radiation flux is divided into three beams, oriented so that one of the beams forms with two In two mutually perpendicular planes, equal angles, the magnitude of which is chosen from the condition of spatial combination of diffraction orders of these beams on a periodic structure in such a way that the algebraic difference of the frequencies of diffraction orders combined in one of the directions of motion of the periodic structure, is proportional to the frequency of the periodic structure in this direction, the interfering orders of the diffracted radiation are converted into electrical signals, each of the components of the periodic structure The drivers moving in one of two mutually perpendicular planes are covered with positive feedback with a time delay, using as a signal controlling the formation of the corresponding component of the periodic structure, an electrical signal obtained as a result of the measurement of the diffracted on the component of the periodic structure of the measuring radiation flux, and the displacement of an object along the axis related to the direction of motion of the periodic structure is judged by proportional frequency change s electric signal.

На фиг.1 представлена схема распространени  пучков излучени ; на фиг.2 - схема устройства, реализующего предлагаемый способ.Figure 1 shows the beam propagation scheme; figure 2 - diagram of the device that implements the proposed method.

Устройство содержит монохроматический источник 7 света, коллиматор 8, светоделитель 9, формирователь 10 излучени , измерительный отражатель 11, опорный отражатель 12, оптический клин 13, ограничительную диафрагуму 14, светомодул тор 15, оптическую систему 18, фотоприемники 4,5, 6, узкополосные усилители 19, 20, 21, фазо- метрическое устройство 20, измерители частоты 21, 22, электронный генератор 15 и ключ 16.The device contains a monochromatic light source 7, a collimator 8, a beam splitter 9, a radiation shaper 10, a measuring reflector 11, a reference reflector 12, an optical wedge 13, a stop diaphragm 14, a light modulator 15, an optical system 18, photodetectors 4.5, 6, narrowband amplifiers 19, 20, 21, phase meter device 20, frequency meters 21, 22, electronic generator 15 and key 16.

Способ осуществл етс  следующим образом .The method is carried out as follows.

Излучение лазера 7 через коллиматор 8 направл етс  на светоделитель 9 интерферометра Майкельсона и делитс  на два световых пучка измерительного и опорного каналов - ЕЙ и ЕО. Излучение измерительного канала проходит через формирователь 10, где раздел етс  на три световых потока: Е1, Е2, ЕЗ и направл етс  на измерительный уголковый отражатель 11, установленный на объекте 30,The laser radiation 7 through the collimator 8 is directed to the beam splitter 9 of the Michelson interferometer and is divided into two light beams of the measuring and reference channels - IT and EO. The radiation of the measuring channel passes through the imaging unit 10, where it is divided into three luminous fluxes: E1, E2, EZ and directed to the measuring corner reflector 11 mounted on the object 30,

Отраженные от измерительного 11 и опорного 12 уголковых отражателей, световые излучени  ЕЙ и ЕО пространственно совмещаютс  на светоделителе 9 под углом а,задаваемым двойным оптическим клином 13 опорной световой волне и направл ютс  через диафрагму 14 на светомодул тор 17, вReflected from the measuring 11 and the reference 12 corner reflectors, the light emitted by the EI and EO are spatially combined on the beam splitter 9 at an angle a defined by the double optical wedge 13 of the reference light wave and directed through the diaphragm 14 to the light modulator 17,

котором излучател ми 2 и 3 создаетс  движуща с  периодическа  структура 1 в виде двух ультразвуковых волн, движущихс  в прозрачной среде взаимно перпендикул рно на частоте О), задаваемой генератором 15.whereby radiators 2 and 3 create a moving structure with periodic structure 1 in the form of two ultrasonic waves moving in a transparent medium mutually perpendicularly at the frequency O) specified by the generator 15.

Сигнал Uo генератора 15 через ключ 16 подаетс  на излучатели 2 и 3 ультразвука. Один из световых потоков - Е1 образует с двум  другими Е2 и ЕЗ в двух взаимно пер- пендикул рных плоскост х равные углы а, обеспечивающие пространственное совмещение дифракционных пор дков выходных спектров Е1, Е2 и Е1, ЕЗ, алгебраическа  разность частот которых пропорциональна частоте возбуждени  периодической структуры по ос м X и Y соответственно.The signal Uo of the generator 15 through the switch 16 is fed to the ultrasound emitters 2 and 3. One of the light fluxes, E1, forms with two other E2 and E3 in two mutually perpendicular planes equal angles a, which ensure the spatial alignment of the diffraction orders of the output spectra E1, E2 and E1, EZ, the algebraic difference of the frequencies of which is proportional to the frequency of excitation of the periodic structures on axes m X and Y respectively

В данной схеме коэффициент пропорциональности равен единице. Интерферирующие пор дки дифракционных спектров Е3(0), Е1(-1) и Е2(0), Е2(+1) направл ют на фотопреобразователи 4 и 5, которые выдел ют электрические измерительные сигналы U3 и U2 на соответствующей частоте Q).In this scheme, the proportionality coefficient is equal to one. The interfering orders of the diffraction spectra of E3 (0), E1 (-1) and E2 (0), E2 (+1) are directed to the photovoltaics 4 and 5, which separate the electrical measuring signals U3 and U2 at the corresponding frequency Q).

Излучение опорного канала ЕО направ- л ют на периодическую структуру 1 под углом а к излучению измерительного канала в одной из плоскостей, а интерферирующие пор дки дифракционных спектров опорного и измерительного каналов Е0(0) и Е1(-1) направл ют на фотопреобразователь 6, который выдел ет электрический сигнал U1 с частотой QD.The radiation of the reference channel EO is directed to the periodic structure 1 at an angle a to the radiation of the measuring channel in one of the planes, and the interfering orders of the diffraction spectra of the reference and measuring channel E0 (0) and E1 (-1) are directed to the photoconverter 6, which extracts an electrical signal U1 with a frequency QD.

На фиг.З показано расположение нулевых пор дков дифракции излучений, сфоку- сированных на плоскость фотоприема оптической системой 18. Темными точками обозначены фотоприемники, установленные в зонах совмещени  нулевых и первых пор дков. Оси X и Y показывают направле- ние движени  периодических структур. Fig. 3 shows the location of the zero diffraction orders of radiation, which are focused on the photoreception plane by the optical system 18. The dark dots indicate the photoreceivers installed in the overlap zones of the zero and first orders. Axes X and Y show the direction of motion of periodic structures.

На фиг.4 показана оптическа  схе ма формировател  излучени  10. Он содержит два светоделительных куба 25, 26, четыре триппель-призмы 27, два оптических клина 28, 29. Клинь ми 28 и 29 задают углы между лучами Е1, Е2 и Е1, ЕЗ в двух взаимно перпендикул рных плоскост х. Лучи совмещаютс  на светоделительных гран х кубов 25 и 26 и направл ютс  на объект измерени .Figure 4 shows the optical scheme of the radiation shaper 10. It contains two beam-splitting cubes 25, 26, four triple prisms 27, two optical wedges 28, 29. The wedges 28 and 29 specify the angles between the beams E1, E2 and E1, E3 in two mutually perpendicular planes. The rays are combined on the beam-splitting faces of the cubes 25 and 26 and directed to the object of measurement.

В процессе измерени  перемещений объекта по оси Z изменение фазы измерительного канала интерферометра составит:In the process of measuring the movement of an object along the Z axis, the phase change of the measuring channel of the interferometer will be:

d (p 2 p d Z:, где dZ - приращение координаты Z;d (p 2 p d Z :, where dZ is the increment of the Z coordinate;

Я-длина волны излучени  монохроматического источника.I is the wavelength of a monochromatic source.

При перемещении объекта 30 по ос м X и Y происходит поперечное смещение измерительного луча ЕЙ, отраженного от измерительного уголкового отражател  11. При этом возникает поперечное смещение световых пучков Е1, Е2, ЕЗ измерительного канала по периодической структуре 1, направлени  распространени  которой совпадают с ос ми X и Y. Фазовые сдвиги d p x и d p у, возникающие в первых пор дках, измерительного канала при изменении координат X и Y акустооптического взаимодействи  на величину dX и dY соответственно равны:When the object 30 moves along the axis X and Y, a transverse displacement of the measuring beam EI, reflected from the measuring corner reflector 11, occurs. In this case, a transverse displacement of the light beams E1, E2, E3 of the measuring channel along the periodic structure 1 occurs, the propagation directions of which coincide with the axes X and Y. Phase shifts dpx and dp y, occurring in the first order, of the measuring channel when the coordinates X and Y of the acousto-optic interaction change by the value of dX and dY are respectively:

v3Bv3B

,,

V3BV3b

где V3e скорость ультразвуковых волн в прозрачной среде модул тора;where V3e is the speed of ultrasonic waves in a transparent modulator medium;

Q) - частота возбуждени  периодической структуры.Q) is the frequency of excitation of the periodic structure.

В результате интерференции (оптического гетеродинировани ) разночастотных с вётовых волн на вьГходах ф бтЪприемникЪв 6, 5 и 4 по в тс  электрические сигналы, изменение фазы которых пропорционально изменению координат Z,X и Y соответственно . Электрические сигналы описываютс  выражени ми:As a result of interference (optical heterodyning) of different frequencies from wind waves at the intakes of the 6, 5, and 4 receivers, electrical signals are received in TC, the phase change of which is proportional to the change in the coordinates Z, X and Y, respectively. Electrical signals are described by the expressions:

U1 Uosin(Q,t + dpz + dpx), (4)U1 Uosin (Q, t + dpz + dpx), (4)

U2 Uosin( + d (p x), (5)U2 Uosin (+ d (p x), (5)

U3 UQSin(Јit + dpy), (6) где Uo - амплитудное значение напр жени  выходного электрического сигнала.U3 UQSin (Јit + dpy), (6) where Uo is the amplitude value of the voltage of the output electrical signal.

При переключении ключа 16 во второе положение, генератор 15 отключаетс , электрические сигналы U2 и U3 через усилители 20 и 19 по цеп м обратных св зей через ключ 16 поступают на возбуждение излучателей 2 и 3, создающих периодическую структуру, движущуюс  в направлени х X и Y соответственно, и образуют замкнутый контур преобразовани  измерительной информации в виде накопител  (сумматора) частотных сдвигов, вызванных изменением координат X и Y во времени:When switching the key 16 to the second position, the generator 15 is turned off, the electrical signals U2 and U3 through the amplifiers 20 and 19 through the feedback circuits through the key 16 arrive at the excitation of radiators 2 and 3, creating a periodic structure moving in the X and Y directions respectively, they also form a closed loop for converting the measurement information in the form of a storage (adder) of frequency shifts caused by a change in the X and Y coordinates in time:

Qo dX Q УХ Qo dX Q UH

v3B d tv3B d t

V3BV3b

(7)(7)

Qo d Y ° Y z iт:;ri-  Qo d Y ° Y z it:; ri-

,d t v3B dtv3B d t v3B dtv3B

(8)(eight)

где Vx,Vy - скорости перемещени  объекта в направлени х X и Y;where Vx, Vy are the velocities of the object moving in the X and Y directions;

d Qx, d Q у - изменени  круговой частоты периодической структуры в направлени х X и Y.d Qx, d Q y - changes in the circular frequency of the periodic structure in the directions X and Y.

Обозначим через Тх и Ту врем  прохождени  ультразвуковой волной рассто ний Хо и YO от излучателей 2 и 3 до зоны акустооп- тического взаимодействи . Умножа  числитель и знаменатель выражений (7) и (8) на Тх и Ту соответственно, получим:We denote by Tx and TU the time of the ultrasonic wave passing the distances Ho and YO from the emitters 2 and 3 to the acousto-optic interaction zone. Multiplying the numerator and denominator of expressions (7) and (8) by Тх and Тu, respectively, we get:

, (9), (9)

АОAO

, (1Q)(1Q)

оabout

где Хо, YO - рассто ни  от излучателей 3 и 2 до зоны акустооптического взаимодействи .where Ho, YO are the distances from the emitters 3 and 2 to the acousto-optic interaction zone.

Электрические сигналы U1, U2, U3 можно описать выражени ми:Electrical signals U1, U2, U3 can be described by the expressions:

U1 Uosin(Q3t + dQxt+- pdZ), (11)U1 Uosin (Q3t + dQxt + - pdZ), (11)

U2 Uosin(Q,t + dQxt), (12) U3 Uosin( + dQyt). (13) Как видно из формул (11), (12), (13) дл  измерени  координаты dZ можно измер ть фазу электрического сигнала U1, использу  в качестве опорного сигнал U2. Изменение фазы сигнала U1 умножают на величину Я/2 л и получают соответствующее изменение координаты dZ. Дл  этого сигнал U1 через узкополосный усилитель 21 подаетс  на фазометрическое устройство 24 вместе с сигналом U2.U2 Uosin (Q, t + dQxt), (12) U3 Uosin (+ dQyt). (13) As can be seen from formulas (11), (12), (13), for measuring the coordinate dZ, the phase of the electrical signal U1 can be measured using the signal U2 as a reference. The change in the phase of the signal U1 is multiplied by the value I / 2 l and the corresponding change in the coordinate dZ is obtained. For this, the signal U1 is fed through the narrowband amplifier 21 to the phase meter device 24 together with the signal U2.

Измер   частоты сигналов U2 и U3 до и после перемещений по координатам X и Y наход т перемещени  dX и dYMeasuring the frequency of the signals U2 and U3 before and after moving along the X and Y coordinates find the movements dX and dY

(14)(14)

,,

О,ABOUT,

(15)(15)

Сигналы U2 и U3 подаютс  на частотомеры 23 и 22,The signals U2 and U3 are fed to frequency meters 23 and 22,

Использование способа обеспечит повышение точности и размещающей способности измерител  линейных перемещий в направлении распространени  ультразвука за счет повышени  точности измерени  информативного параметра-частоты.The use of the method will provide an increase in the accuracy and location of the linear displacement meter in the direction of ultrasound propagation by increasing the measurement accuracy of the informative parameter frequency.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  FORUMAWLAH AND ISLANDS

Способ измерени  смещений объекта, заключающийс  в том, что формируют когерентное излучение, которое раздел ют на измерительный и опорный потоки, формируют в прозрачной среде периодическую структуру, движущуюс  во взаимно перпендикул рных плоскост х, опорный и отраженный от объекта измерительный потоки излучени  направл ют на прозрачную средуThe method of measuring the displacements of an object, which consists in forming coherent radiation, which is divided into measuring and reference flows, forms in a transparent medium a periodic structure moving in mutually perpendicular planes, the reference and reflected measuring radiation flows from an object are directed to a transparent Wednesday

с движущейс  периодической структурой под углом, выбираемой из услови  многопор дковой дифракции от каждого из потоков, измерительный поток излучени  раздел ют на три пучка, ориентированные так, чтоwith a moving periodic structure at an angle chosen from the conditions of multi-diffraction diffraction from each of the streams, the measuring radiation flux is divided into three beams oriented so that

один из пучков образует с двум  другими в двух взаимно перпендикул рных плоскост х равные углы, величину которых выбирают из услови  пространственного совмещени  пор дков дифракции этих пучков на периодической структуре таким образом , что алгебраическа  разность частот, совмещенных в одном из направлений движени  периодической структуры, пропорциональна частоте периодической структуры вone of the beams forms equal angles with the other two in two mutually perpendicular planes, the magnitude of which is chosen from the condition of spatial combination of the diffraction order of these beams on the periodic structure in such a way that the algebraic difference of frequencies combined in one of the directions of motion of the periodic structure is proportional to frequency of periodic structure in

этом направлении, преобразуют интерферирующие пор дки дифрагирующих излучений в электрические сигналы, по параметру которых суд т о смещении объекта, отличающийс  тем, что, с целью повышени In this direction, the interfering orders of diffracting radiation are converted into electrical signals, according to the parameter of which an object is displaced, characterized in that, in order to increase

точности, каждую из составл ющих периодической структуры, движущуюс  в одной из двух взаимно перпендикул рных плоскостей , охватывают положительной обратной св зью с временной задержкой, используютeach component of a periodic structure moving in one of two mutually perpendicular planes is covered by a positive feedback with a time delay;

в качестве сигнала, управл ющего формированием соответствующей составл ющей периодической структуры, электрический сигнал, полученный в результате преобразовани  дифрагированного на этой составл ющей периодической структуры измерительного потока излучени , а о смещении объекта по оси, св занной с направлением движени  периодической структуры, суд т по пропорциональному изменению частоты электрического сигнала.as a signal controlling the formation of the corresponding component of the periodic structure, the electrical signal obtained by converting the measured radiation flux diffracted on this component, and displacing the object along the axis associated with the direction of motion of the periodic structure is judged proportional to change the frequency of the electrical signal.

Фиг. 2FIG. 2

Ь,Л;B, l;

Фиг.FIG.

зоzo

«"

ЕОEO

27 25 272627 25 2726

Фиг. 4FIG. four

О f/About f /

/ Ј/ Ј

Фиё.ЗFiyo.Z

27 29 Ю27 29 Yu

Claims (1)

Ф о р мула изобретенияClaim Способ измерения смещений объекта, заключающийся в том, что формируют когерентное излучение, которое разделяют на измерительный и опорный потоки, формируют в прозрачной среде периодическую структуру, движущуюся во взаимно перпендикулярных плоскостях, опорный и отраженный от объекта измерительный потоки излучения направляют на прозрачную среду с движущейся периодической структурой под углом, выбираемой из условия многопорядковой дифракции от каждого из потоков, измерительный поток излучения разделяют на три пучка, ориентированные так, что один из пучков образует с двумя другими в двух взаимно перпендикулярных плоскостях равные углы, величину которых выбирают из условия пространственного совмещения порядков дифракции этих пучков на периодической структуре таким образом, что алгебраическая разность частот, совмещенных в одном из направлений движения периодической структуры, пропорциональна частоте периодической структуры в этом направлении, преобразуют интерферирующие порядки дифрагирующих излучений в электрические сигналы, по параметру которых судят о смещении объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, каждую из составляющих периодической структуры, движущуюся в одной из двух взаимно перпендикулярных плоскостей, охватывают положительной обратной связью с временной задержкой, используют в качестве сигнала, управляющего формированием соответствующей составляющей периодической структуры, электрический сигнал, полученный в результате преобразования дифрагированного на этой составляющей периодической структуры измерительного потока излучения, а о смещении объекта по оси, связанной с направлением движения периодической структуры, судят по пропорциональному изменению частоты электрического сигнала.A method for measuring object displacements, which consists in generating coherent radiation, which is divided into measuring and reference flows, form a periodic structure in a transparent medium moving in mutually perpendicular planes, the reference and reflected radiation flows from the object are directed to a transparent medium with a moving periodic structure at an angle selected from the conditions of multi-order diffraction from each of the flows, the measuring radiation flux is divided into three beams oriented t k, that one of the beams forms equal angles with the other two in two mutually perpendicular planes, the value of which is selected from the condition of spatial alignment of the diffraction orders of these beams on the periodic structure in such a way that the algebraic difference in frequencies combined in one of the directions of the periodic structure is proportional the frequency of the periodic structure in this direction, the interfering orders of diffracting radiation are converted into electrical signals, the parameter of which is judged and an object, characterized in that, in order to improve accuracy, each of the components of the periodic structure moving in one of two mutually perpendicular planes is covered by positive feedback with a time delay, an electrical signal is used as a signal that controls the formation of the corresponding component of the periodic structure obtained as a result of the conversion of the measuring radiation flux diffracted on this component of the periodic structure, and about the displacement of the object along the axis, associated with the direction of movement of the periodic structure, judged by the proportional change in the frequency of the electrical signal. Фиг. 2FIG. 2 УAt Фиг.ЗFig.Z Фиг.ЧFig. H Составитель Н.Яковлев Редактор Т.Лошкарева Техред М.Моргентал Compiled by N. Yakovlev Editor T. Loshkareva Tehred M. Morgenthal Корректор Н.Король Proofreader N.Korol Заказ 3379 Тираж Order 3379 Mintage Подписное Subscription
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5VNIIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries under the State Committee for Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, 101 Gagarin St. Z / 4Z / 4
SU904816509A 1990-04-19 1990-04-19 Method of measuring object displacement 9237, ,1167 vehicle heel pickup SU1765691A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904816509A SU1765691A1 (en) 1990-04-19 1990-04-19 Method of measuring object displacement 9237, ,1167 vehicle heel pickup

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904816509A SU1765691A1 (en) 1990-04-19 1990-04-19 Method of measuring object displacement 9237, ,1167 vehicle heel pickup

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1765691A1 true SU1765691A1 (en) 1992-09-30

Family

ID=21509499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904816509A SU1765691A1 (en) 1990-04-19 1990-04-19 Method of measuring object displacement 9237, ,1167 vehicle heel pickup

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1765691A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2523780C1 (en) * 2013-02-06 2014-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" Opto-acoustic measurement of displacements

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2523780C1 (en) * 2013-02-06 2014-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" Opto-acoustic measurement of displacements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5977539A (en) Optical position-measuring device having reference mark graduation structures with chirp fields
US5430546A (en) Optical device for measuring relative position of or angle between two objects
JP5679643B2 (en) Optical encoder
CN106289068A (en) A kind of two degrees of freedom heterodyne grating interferometer displacement measurement method
CN113759383B (en) Multi-frequency mixed heterodyne laser tracker system based on single light source
US20050046824A1 (en) Optical velocimeter, displacement information measurement device and conveying and processing device
JP2755757B2 (en) Measuring method of displacement and angle
US5424833A (en) Interferential linear and angular displacement apparatus having scanning and scale grating respectively greater than and less than the source wavelength
CN104729403A (en) Multiple-beam step type plane reflecting mirror laser interferometer and measurement method thereof
JPS58191907A (en) Method for measuring extent of movement
US5050993A (en) Diffraction encoded position measuring apparatus
CN115825468B (en) Device for measuring two-dimensional speed in real time
SU1765691A1 (en) Method of measuring object displacement 9237, ,1167 vehicle heel pickup
CN107421464B (en) High-precision interferometric dual-phase grating displacement sensor for surface topography measurement
Dobosz Application of a divergent laser beam in a grating interferometer for high-resolution displacement measurements
JPH0235248B2 (en)
SU1610252A1 (en) Method of measuring spatial displacements of object
JPH06174424A (en) Length measuring and angle measuring device
Akhmerov et al. LASER GUIDANCE SYSTEMS BASED ON THREE-DIMENSIONAL HOLOGRAPHIC OPTICAL ELEMENTS
RU2175753C1 (en) Method of determination of deviation from linearity
GB2296766A (en) Laser interferometer with linear array of photodetector elements
Dobosz High-resolution laser transducer of linear displacements
JP2675317B2 (en) Moving amount measuring method and moving amount measuring device
CN119958428B (en) High-precision grating ruler system and measuring equipment
Bazykin et al. Laser technology in high-tech instrumentation