Методика измерения перемещений при помощи лазерных интерферометров
Методика измерения перемещений при помощи лазерных интерферометровС О Д Е Р Ж А Н И ЕСтр.Принципы измерения расстояний и линейных перемещений....................3 2 Описание принципа работы и оптических схем интерферометровсо счетом полос..............................................................................................52.1 Интерферометр со счетом полос на основе квадратурных сигналов........5Интерферометр со счетом полос на основе частотной модуляции............7 3 Исследование погрешности измерения перемещений................................10Анализ основных состовляющих погрешности измерения перемещений...................................................................................................103.2 Исследование погрешности показателя преломления воздуха...................11Определение погрешности измерения расстояния......................................12 3.4 Определение положения ближней и дальней зоны.....................................14ПРИЛОЖЕНИЯ......................................................................................................15СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ....................................................................................251. Принципы измерения расстояний и линейных перемещенийОбобщенная схема измерения расстояний и линейных перемещенийпосредством ЛИС на основе двухлучевого интерферометра изображенана рис. 1а.Рассматривая принципы и методы измерения, излучение лазера 1будем считать идеальной плоской волной.Интерферометр, состоящий из светоделителя 2, опорного отра-жателя 3 и измерительного отражателя 4, настроен на бесконечноширокую полосу. Интенсивность интерференционного сигнала I на фо-топриемнике 5 изменяется по закону (рис. 1б)I=I0+I~* COS (L), (1)где I0 и I~ - постоянная составляющая и амплитуда переменной сос-тавляющей сигнала соответственно; 2L - геометрическая разностьхода интерферирующих пучков; - длина волны излучения.Расстояние от нуля интерферометра О до измерительного отра-жателя 4:(2)где P - порядок интерференции, - фаза интерференционного сигна-ла I, определяемого формулой (1).2 Описание принципа работы и оптических схем интерферометров со счетом полос.Метод счета полос заключается в измерении (счете) числа пе-риодов изменения интерференционного сигнала при изменении ГРХ.Для предотвращения ложного счета вследствие механических вибрацийи турбулентности воздуха осуществляют реверсивный счет, при кото-ром определяют знак каждого счетного периода приращения порядкаинтерференции.Применяют два способа реверсивного счета полос.2.1 Интерферометр со счетом полос на основе квадратурных сигналовКвадратурными называют два сигнала, содержащие информацию ободной и той же ГРХ, но сдвинутые по фазе на /2:I1(t)=I10+I1~*COS[(t)] ,(3)I2(t)=I20+I2~*SIN[(t)] .Фиксируя пересечения сигналами (3) среднего уровня (рис. 2б),измеряют приращения ГРХ c дискретой /4. Знак каждой дискреты оп-ределяют по фазовому сдвигу между сигналами, который в зависимости от направления изменения ГРХ равен /2 или 3 /2.На рис. 2а изображена схема ЛИС, где квадратурные сигналыполучают оптическим способом. Плоскость поляризации излучения од-ночастотного лазера 1 составляет угол 450 с плоскостью чертежа.Фазовая пластина /8 - позиция 3, одна из собственных осей кото-рой лежит в плоскости чертежа, вносит в интерферометр, образован-ный светоделительной призмой-куб 2 и отражателями 4, разностьГРХ, равную /4, для составляющих излучения лазера параллельной иперпендикулярной плоскости чертежа. Поляризационная призма-куб 6разделяет эти составляющие. В результате интерференционные сигна-лы I1 и I2 на фотоприемниках 6 сдвинуты по фазе на /2.Информационный спектр сигналов (3) содержит постоянные сос-тавляющие I10 и I20. Подобные ЛИС называют системами без переносаспектра сигнала или системами "постоянного тока". Метод счета полос на основе квадратурных интерференционныхсигналов не ограничивает скорост...
Другие файлы:
Шероховатость поверхности и ее измерений
Профиль, параметры и методы измерения шероховатости поверхности. Использование профилометра PS1 компании Mahr (Германия) для измерения неровностей. Оп...
Оказание первой помощи при травмах. Обеспечение по страхованию от несчастного случая на производстве
Основные характеристики лазерных излучений и применение лазерных технологий. Оказание первой помощи при переломах, ушибах, растяжениях связок и ранени...
Лазерные системы связи
Рассмотрены элементы и отдельные узлы лазерных систем связи. Анализируются принципы построения систем передачи информации в оптическом диапазоне. Выво...
Лазерная локация
В книге изложены общая теория лазерной локации и принципы построения лазерных локационных средств, предназначенных для широкого круга практических зад...
Методы и средства измерения освещенности
Виды производственного освещения и источники света. Методика измерения параметров световой среды при аттестации рабочих мест. Гигиенические требования...
