FR2716716A1 - Ondemètre optique. - Google Patents
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Abstract
L'objet de la présente invention est de proposer un ondemètre optique très précis dans lequel les points de départ et d'arrêt précis de la mesure sont détectés. Selon la présente invention, un détecteur (15) qui détecte le décalage arrière du miroir mobile dû à la force élastique de la courroie et un compteur-décompteur (14) qui mesure les quantités de dépassement et de décalage arrière du miroir mobile de façon à supprimer le dépassement et le décalage arrière sont prévus, si bien que les points de départ et d'arrêt précis de la mesure peuvent être détectés.
Description
ONDEMETRE OPTIQUE
Arrière-plan de l'invention Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un ondemètre optique, et plus spécifiquement à un ondemètre optique qui mesure la longueur d'onde de la lumière devant être
mesurée grâce à un interféromètre.
Art antérieur Les figures 4 et 5 ont pour objet d'expliquer un ondemètre optique classique. La figure 4 est un
diagramme fonctionnel d'un ondemètre optique classique.
La figure 5 est un graphique caractéristique de la précision des mesures de distances du dispositif de mesure de longueur 6 de la figure 4, l'axe vertical de la figure 5 correspondant à l'erreur de mesure tandis que l'axe horizontal de la figure 5 correspond au déplacement. Sur la figure 4, le chiffre de référence 1 désigne une source de lumière à mesurer, le chiffre de référence 2 désigne un dispositif diviseur de faisceau, le chiffre de référence 3 désigne un miroir fixe, le chiffre de référence 4 désigne un miroir mobile, le chiffre de référence 5 désigne un mécanisme d'action directe qui comporte un étage mobile 5a et un rail de guidage 5b, le chiffre de référence 6 désigne un dispositif de mesure de longueur, les chiffres de référence 7 et 8 désignent des poulies, le chiffre de référence 9 désigne une courroie, le chiffre de référence 10 désigne un moteur, le chiffre de référence 11 désigne un récepteur de lumière, le chiffre de référence 12 désigne un détecteur de position, le chiffre de référence 13 désigne une commande de moteur, le chiffre de référence 16 désigne un compteur de franges d'interférence, les chiffres de référence 17 et 18 désignent des compteurs de déplacement, le chiffre de référence 19 désigne un calculateur et le chiffre de
référence 20 désigne un afficheur.
La lumière 23 à mesurer, qui est émise par la source de lumière 1 à mesurer et dont la longueur d'onde est inconnue, est divisée en une lumière réfléchie 23a et une lumière transmise 23b grâce à un dispositif diviseur de faisceau 2. La lumière réfléchie 23a est de plus réfléchie par le miroir fixe 3 (par exemple, un prisme coin de cube) et transmise à travers le dispositif diviseur de faisceau 2 pour être incidente sur le récepteur de lumière 11. D'autre part, la lumière transmise 23b est réfléchie par un miroir mobile 4 (par exemple, un prisme coin de cube) et est de plus réfléchie par le dispositif diviseur de faisceau 2 pour être incidente sur le récepteur de
lumière 11.
La lumière réfléchie 23a et la lumière transmise 23b, entrent toutes les deux dans le récepteur de lumière 11, et interfèrent l'une avec l'autre; ainsi, le signal électrique S24 qui correspond à l'intensité de la lumière d'interférence est délivré par le récepteur de lumière 11 pour être entré dans le
compteur de franges d'interférence 16.
Lorsque le moteur 10 est en rotation, la courroie 9 (par exemple, une courroie en caoutchouc) qui est étirée sur les poulies 7 et 8, se déplace dans l'une des directions le long de l'axe de lumière de la lumière 23 (ou 23b), et l'étage mobile 5a du mécanisme d'action directe 5, l'étage 5a étant connecté à la courroie 9, et le miroir mobile 4 qui est fixe sur l'étage 5a se déplacent également dans l'une des directions le long de l'axe de lumière de la lumière
23.
Par voie de conséquence, lorsque le miroir mobile 4 se déplace dans l'une des directions le long de l'axe de lumière de la lumière 23, le signal électrique S24 délivré par le récepteur de lumière 11 devient un signal qui correspond à la variation cyclique de l'intensité de lumière due à l'interférence. De plus, la longueur d'onde du signal électrique correspond à la
longueur d'onde de la lumière 23 à mesurer.
D'autre part, lorsque le miroir mobile 4 se déplace, le dispositif de mesure de longueur 6, qui se compose d'une graduation et d'un capteur, délivre un signal impulsionnel S21 à destination du détecteur de position 12 et du compteur de déplacement 18. Chaque impulsion de signal correspond à la longueur choisie par la finesse de mesure de déplacement du capteur. Au même moment, le dispositif de mesure de longueur 6 délivre un signal impulsionnel S22, qui est retardé de par rapport à la phase du signal S21, à destination
du compteur de déplacement 17.
Le détecteur de position 12 compte un nombre prédéterminé d'ondes de signal impulsionnel S21
provenant du dispositif de mesure de longueur 6.
Lorsque le détecteur 12 a détecté que le miroir mobile 4 s'est déplacé d'une distance correspondant au nombre prédéterminé d'ondes, le détecteur 12 délivre un signal de position S25 à destination de la commande de moteur 13, du compteur de franges d'interférence 16 et des compteurs de déplacement 17 et 18. La commande de moteur 13 inverse le sens de rotation du moteur 10 à chaque fois que la commande reçoit le signal de
position S25.
Lorsque le signal de position S25, en provenance du détecteur de position 12, est entré dans le compteur de franges d'interférence 16, le compteur 16 commence à
compter le nombre d'ondes du signal électrique S24.
Puis, lorsqu'un autre signal de position 25, en provenance du détecteur de position 12, est entré à nouveau dans le compteur de franges d'interférence 16, le compteur 16 arrête le comptage et délivre le résultat K du comptage à destination du calculateur 19. D'autre part, lorsque le signal de position 25, en provenance du détecteur de position 12, est entré dans le compteur de déplacement 17, le compteur 17 commence
à compter le nombre d'ondes du signal impulsionnel S22.
Puis, lorsqu'un autre signal de position S25, en provenance du détecteur de position 12, est entré à nouveau dans le compteur de déplacement 17, le compteur 17 arrête le comptage et délivre le résultat N1 du
comptage à destination du calculateur 19.
De façon similaire, lorsque le signal de position , en provenance du détecteur de position 12, est entré dans le compteur de déplacement 18, le compteur 18 commence à compter le nombre d'ondes du signal impulsionnel S21, et lorsqu'un autre signal de position 25, en provenance du détecteur de position 12, est entré à nouveau dans le compteur de déplacement 18, le compteur 18 arrête le comptage et délivre le résultat
N2 du comptage à destination du calculateur 19.
Le calculateur 19 conduit le processus selon la formule (a) montrée ci-dessous, à partir des résultats de comptage N1 et N2 provenant des compteurs de déplacement 17 et 18 et de façon à calculer le déplacement L du miroir mobile 4. De plus, le calculateur 19 conduit le processus selon la formule (b) montrée ci-dessous, à partir du déplacement L et du nombre K d'ondes de la lumière d'interférence provenant du compteur de franges d'interférence 16 de façon à déterminer la longueur d'onde 1 de la lumière 23 à mesurer et délivrer les données relatives à la longueur
d'onde de la lumière à mesurer vers l'afficheur 20.
L = ( Ni + N2) x [finesse de mesure du dispositif de mesure de longueur] / 2.......................... (a) = L / K................................
...... (b) L'afficheur 20 affiche les données relatives à la longueur d'onde de la lumière à mesurer provenant du..DTD: calculateur 19.
L'ondemètre optique montré sur la figure 4 nécessite un dispositif de mesure de longueur à haute précision de manière à procéder à une mesure très
précise de la longueur d'onde de la lumière à mesurer.
Cependant, la précision des dispositifs de mesure de longueur présentement disponibles est approximativement de 100 nm, au mieux. La figure 5 montre un exemple de la caractéristique de la précision de ces dispositifs
de mesure de longueur.
De plus, le dispositif de mesure de longueur a pour fonction de délivrer un signal d'origine qui indique le centre de la graduation lorsque le capteur
passe par le centre de la graduation.
Dans le dispositif de mesure de longueur décrit ci-dessus, les points de départ et d'arrêt de mesure situés sur la caractéristique d'erreur se décalent à chaque mesure; par conséquent, la précision de l'ondemètre optique varie à chaque mesure. Dans ce cas, si la fluctuation de l'air et la précision des éléments optiques qui composent un interféromètre sont négligées, la précision de l'ondemètre optique est similairement déterminée selon la précision du
dispositif de mesure de longueur.
D'autre part, même si la précision de la distance entre le point de départ et le point d'arrêt est augmentée en corrigeant le déplacement prédéterminé du miroir mobile grâce à l'utilisation d'un laser stabilisé en fréquence, il peut survenir (i) un dépassement du miroir mobile dû à la force d'inertie du moteur lorsque le moteur s'arrête en recevant le signal d'inversion du moteur, et (ii) un décalage arrière du miroir mobile dû à la force élastique de la courroie lorsque le moteur s'arrête. Par voie de conséquence, il est impossible de détecter avec précision les points de départ et d'arrêt de mesure de longueur d'onde; ainsi, il est impossible de procéder à la mesure de la longueur d'onde à partir des points de départ et
d'arrêt de mesure corrigés.
Résumé de l'invention Par voie de conséquence, un objet de la présente invention est de proposer un ondemètre optique très précis pour lequel les points de départ et d'arrêt précis de la mesure sont détectés en utilisant un détecteur qui détecte le décalage arrière du miroir mobile dû à la force élastique de la courroie et un compteur-décompteur qui mesure les quantités de dépassement et de décalage arrière du miroir mobile, de façon à supprimer le déplacement et le décalage arrière. Par conséquent, la présente invention propose un ondemètre optique dans lequel une longueur d'onde de lumière à mesurer est mesurée grâce à un interféromètre, l'ondemètre optique comprenant: une source de lumière à mesurer qui émet la lumière à mesurer; un dispositif diviseur de faisceau destiné à diviser la lumière à mesurer en deux parties de lumière; un miroir mobile destiné à réfléchir une partie des deux parties de lumière vers le dispositif diviseur de faisceau; un mécanisme de déplacement linéaire destiné à déplacer le miroir mobile dans l'une des directions le long de l'axe de lumière de la source de lumière grâce à un moteur; un dispositif de mesure de longueur, comprenant une graduation et un capteur, destiné à délivrer des premier et second signaux impulsionnels dont les phases diffèrent l'une de l'autre lorsque le miroir mobile se déplace, chaque impulsion correspondant à la finesse de mesure de déplacement du capteur, et destiné à délivrer un signal d'origine lorsque le capteur passe par le centre de la graduation; un détecteur de position destiné à compter un nombre prédéterminé d'ondes du premier signal impulsionnel en prenant le signal d'origine provenant du dispositif de mesure de longueur en tant que signal de déclenchement, et destiné à délivrer un signal de position lorsqu'il détecte que le miroir mobile s'est déplacé d'une distance prédéterminée correspondant au nombre prédéterminé; une commande de moteur destinée à délivrer un signal d'inversion à destination du moteur et à délivrer un signal de sens de rotation en cours du moteur lorsqu'est entré le signal de position provenant du détecteur de position; un détecteur d'état destiné à détecter l'état correspondant au fait que le miroir mobile est décalé en arrière, à partir du signal de sens de rotation délivré par la commande de moteur et les premier et second signaux impulsionnels provenant du dispositif de mesure de longueur, et destiné à
délivrer un signal de détection; et un compteur-
décompteur destiné à entrer le premier signal impulsionnel provenant du dispositif de mesure de longueur, le signal de position provenant du détecteur de position, et le signal de détection provenant du détecteur d'état; calculer une quantité de déplacement du miroir mobile à partir du signal de position et du premier signal impulsionnel, le dépassement étant provoqué par la force d'inertie du moteur survenant lors de l'arrêt du moteur lorsque le moteur reçoit le signal d'inversion provenant de la commande de moteur; calculer une quantité de décalage arrière du miroir mobile survenant lors de l'arrêt du moteur à partir du signal de détection et du premier signal impulsionnel; procéder à une opération d'inversion pour les quantités de dépassement et de décalage arrière lorsque le moteur commence à tourner en inversant le sens de rotation, de façon à détecter un état dans lequel le miroir mobile atteint la position en laquelle le signal d'inversion a été entré dans le moteur; et lorsque ledit état a été détecter, délivrer un signal de départ de la mesure de
la longueur d'onde.
Selon l'ondemètre optique décrit ci-dessus, la lumière émise par la source de lumière à mesurer est divisée en deux parties de lumière, une partie des deux parties de lumière étant réfléchie par le miroir mobile et étant entrée à nouveau dans le dispositif diviseur de faisceau. Lorsque le miroir mobile se déplace dans l'une des directions le long de l'axe de lumière de la source de lumière grâce à l'utilisation d'un mécanisme de déplacement linéaire, le dispositif de mesure de longueur délivre les premier et second signaux impulsionnels dont les phases diffèrent l'une de l'autre. Lorsque le détecteur de position détecte que le miroir mobile s'est déplacé d'une distance prédéterminée, à partir du signal d'origine et du premier signal impulsionnel, le détecteur de position délivre le signal de position. Lorsque la commande de moteur entre le signal de position, la commande inverse le sens de rotation du moteur et délivre le signal de sens de rotation en cours du moteur à destination du détecteur d'état. Le détecteur d'état entre les premier et second signaux impulsionnels provenant du dispositif de mesure de longueur et le signal de sens provenant de la commande de moteur, et détecte l'état dans lequel le
miroir mobile a été décalé en arrière. Le compteur-
décompteur entre le premier signal impulsionnel provenant du dispositif de mesure de longueur et le signal de détection provenant du détecteur d'état, puis calcule les quantités de dépassement et de décalage arrière du miroir mobile de façon à supprimer le
dépassement et le décalage arrière.
Par conséquent, même si apparaissent un dépassement du miroir mobile provoqué par la force d'inertie du moteur et un décalage arrière du miroir mobile provoqué par la force élastique de la courroie, les quantités de dépassement et de décalage arrière sont mesurées de façon à les supprimer; par conséquent, le dispositif de mesure de longueur est corrigé et un ondemètre optique précis peut être obtenu.
Brève description des dessins
La figure 1 est un diagramme fonctionnel illustrant un schéma structurel de l'ondemètre optique
selon une réalisation de la présente invention.
La figure 2 est un diagramme fonctionnel détaillé illustrant la structure du détecteur illustré sur la
figure 1.
La figure 3 est un graphique de forme d'onde
correspondant à chaque signal illustré sur la figure 2.
La figure 4 est un diagramme fonctionnel de
l'ondemètre optique classique.
La figure 5 est un graphique caractéristique de la précision des mesures de distance du dispositif de
mesure de longueur illustré sur la figure 4.
Description des réalisations préférées
Dans le texte ci-dessous, une réalisation de l'ondemètre optique selon la présente invention va être
expliquée en se référant aux dessins.
La figure 1 est un diagramme fonctionnel illustrant un schéma structurel de l'ondemètre optique selon une réalisation de la présente invention. La figure 2 est un diagramme fonctionnel détaillé
illustrant la structure du détecteur 15 de la figure 1.
En outre, la figure 3 est un graphique de forme d'onde correspondant à la figure 2, dans lequel l'axe vertical désigne le courant, l'axe horizontal désignant le déplacement d'un étage mobile. Chaque forme d'onde désignée par chaque symbole de référence (S21, S22, S28-S33) sur la figure 3, correspond à un signal désigné par le même symbole de référence sur la figure 2. De plus, le sens de la flèche en ligne continue et le sens de la flèche en ligne pointillée de la figure 3 correspondent, respectivement, au sens de la flèche en ligne continue (indiqué par le symbole de référence A) et au sens de la flèche en ligne pointillée (indiqué par le symbole de référence B), qui désignent les mouvements du miroir mobile 4 de la figure 1. Sur la figure 1, le chiffre de référence 14 désigne un compteur- décompteur et le chiffre de référence 15 désigne un détecteur, et, ici, la source de lumière 1 à mesurer est une source de lumière de laser stabilisé en fréquence. Les autres parties qui sont similaires à celles montrées sur la figure 4 portent des chiffres de références identiques, l'explication qui leur est relative ayant été omise ici. La lumière 23 à mesurer, qui est émise par la source de lumière 1 à mesurer et dont la longueur d'onde est inconnue, est divisée en une lumière réfléchie 23a et une lumière transmise 23b grâce au dispositif diviseur de faisceau 2. La lumière réfléchie 23a est en outre réfléchie par le miroir fixe 3 (par exemple, un prisme coin de cube) et est transmise à travers le dispositif diviseur de faisceau 2 pour être incidente sur le récepteur de lumière 11. D'autre part, la lumière transmise 23b est réfléchie par le miroir mobile 4 (par exemple, un prisme coin de cube) et est en outre réfléchie par le dispositif diviseur de faisceau 2 pour être incidente sur le récepteur de
lumière 11.
La lumière réfléchie 23a et la lumière transmise 23b, sont toutes les deux entrées dans le récepteur de lumière 11, et interfèrent l'une avec l'autre; ainsi, un signal électrique S24 est délivré par le récepteur de lumière 11 pour être entré dans le compteur de
franges d'interférence 16.
Lorsque le moteur 10 est en rotation, la courroie 9 (par exemple, une courroie en caoutchouc) qui est étirée sur les poulies 7 et 8, se déplace dans l'une des directions le long de l'axe de lumière de la lumière 23 (ou 23b), et l'étage mobile 5a du mécanisme d'action directe 5, l'étage 5a étant connecté à la courroie 9, et le miroir mobile 4 qui est fixé sur l'étage 5a se déplacent également dans l'une des directions le long de l'axe de lumière de la lumière 23. Par voie de conséquence, un signal électrique 24 devient un signal qui correspond à la variation cyclique de l'intensité de lumière due à l'interférence. De plus, la longueur d'onde du signal électrique correspond à la longueur d'onde de la
lumière 23 à mesurer.
Lorsque le miroir mobile 4 se déplace, le dispositif de mesure de longueur 6, qui se compose d'une graduation et d'un capteur, délivre un signal impulsionnel S21 à destination du détecteur de position 12, du compteur-décompteur 14, du détecteur 15 et du compteur de déplacement 18. Chaque impulsion du signal correspond à la longueur choisie par la finesse de mesure de déplacement du capteur. Au même moment, le dispositif de mesure de longueur 6 délivre un signal impulsionnel 22, qui est déphasé d'un retard de 90 par rapport au signal impulsionnel S21, à destination du détecteur 15 et du compteur de déplacement 17. De plus, lorsque le capteur passe par le centre de la graduation du dispositif de mesure de longueur 6, le dispositif 6 délivre un signal d'origine S35 à destination du
détecteur de position 12.
Le détecteur de position 12 compte un nombre prédéterminé d'ondes de signal impulsionnel S21 en prenant le signal d'origine provenant du dispositif de mesure de longueur en tant que signal de déclenchement, de façon à détecter que le miroir mobile 4 s'est déplacé d'une distance prédéterminée correspondant au nombre prédéterminé et à délivrer un signal de position S25 à destination de la commande de moteur 13 et du
compteur-décompteur 14.
Chaque fois que la commande de moteur 13 reçoit le signal de position S25, la commande 13 délivre un signal d'inversion S27 à destination du moteur 10 de façon à inverser le sens de rotation du moteur 10, la commande 13 délivrant également un signal de sens de rotation S26 qui indique le sens de rotation en cours du moteur, à destination du détecteur 15. Eu égard au signal de sens de rotation S26, le déplacement dans le sens de la flèche en ligne continue est spécifié en tant que sens de rotation positif du moteur 10. Lorsque le signal d'inversion S27, en provenance de la commande de moteur 13, est entré dans le moteur 10, le moteur 10
inverse son sens de rotation et continue de tourner.
Dans le texte ci-dessous, le détecteur 15 sera expliqué de façon détaillée en se référant aux figures 2 et 3. Sur la figure 3, les lignes continues indiquent des signaux correspondant au cas o le miroir mobile 4 se déplace dans le sens indiqué par la flèche en ligne continue sur la figure 1, alors que les lignes pointillées indiquent des signaux correspondant au cas o le miroir mobile 4 se déplace dans le sens indiqué
par la flèche en ligne pointillée sur la figure 1.
Tout d'abord, le signal impulsionnel S21 est différentié par un différentiateur l5a pour être entré dans l'additionneur 15c en tant que signal différentiel S28. L'additionneur 15c additionne le signal impulsionnel S22 et le signal différentiel S28 et délivre le signal d'addition S30 à destination du comparateur 15e. Lorsque le miroir mobile 4 se déplace dans le sens indiqué par la flèche en ligne pointillée, le comparateur 15e délivre un signal impulsionnel S32 à
destination du sélecteur 15g.
De façon similaire, un signal impulsionnel S22 est différentié par un différentiateur 15b pour être entré dans l'additionneur 15d en tant que signal différentiel S29. L'additionneur 15d additionne le signal impulsionnel S21 et le signal différentiel S29 et délivre un signal d'addition S31 à destination du comparateur 15f. Lorsque le miroir mobile 4 se déplace dans le sens indiqué par la flèche en ligne pointillée, le comparateur 15e délivre un signal impulsionnel S33 à
destination du sélecteur 15g.
Lorsque le signal de sens de rotation S26 indique le sens de rotation inverse, le sélecteur 15g choisit un signal impulsionnel S33 et le délivre à destination du compteur-décompteur 14, si bien que l'état du miroir mobile 4 étant décalé en arrière en raison de la force
élastique de la courroie 9, est rapporté au compteur-
décompteur 14.
D'autre part, lorsque le signal de sens de rotation S26 indique le sens de rotation positif, le sélecteur 15g choisit un signal impulsionnel S32 et le délivre à destination du compteur-décompteur 14, si bien que l'état du miroir mobile 4 étant décalé en arrière en raison de la force élastique de la courroie
9 est rapporté au compteur-décompteur 14.
Lorsque le signal de détection S25, en provenance du détecteur de position 12, est entré dans le compteur-décompteur 14, le compteur 14 mesure la quantité de dépassement du miroir mobile 4 dû à la force d'inertie du moteur 10, en comptant le signal impulsionnel S21 provenant du dispositif de mesure de
longueur 6.
De plus, lorsque le signal impulsionnel S32 ou S32, en provenance du détecteur 15, est entré dans le compteur-décompteur 14 via le sélecteur 15g, le compteur-décompteur 14 mesure la quantité de décalage arrière du miroir mobile 4 dû à la force élastique de la courroie 9 lors de l'arrêt du moteur, en décomptant le signal impulsionnel S21 provenant du dispositif de
mesure de longueur 6.
De plus, lorsque le moteur 10 redémarre après
avoir changé son sens de rotation, le compteur-
décompteur 14 détecte que le miroir mobile a atteint la position en laquelle le signal d'inversion de moteur S26 a été entré dans le moteur 10, en procédant aux opérations inverses pour les quantités de dépassement et de décalage arrière, le compteur 14 délivrant un signal de départ de la mesure S34 à destination du compteur de franges d'interférence 16 et des compteurs
de déplacement 17 et 18.
Puis, lorsque le signal de départ de la mesure S34, en provenance du compteur-décompteur 14, est entré dans le compteur de franges d'interférence 16, le compteur 16 commence à compter le nombre d'ondes du signal électrique S24 et arrête le comptage lorsqu'il reçoit le signal de position S25 provenant du détecteur de position. Le compteur de franges d'interférence 16 délivre alors le résultat K du comptage à destination
du calculateur 19.
D'autre part, lorsque le signal de départ de la mesure S34, en provenance du compteur-décompteur 14, est entré dans le compteur de déplacement 17, le compteur 17 commence à compter le nombre d'ondes du signal impulsionnel S21 provenant du dispositif de mesure de longueur 6 et arrête le comptage lorsqu'il reçoit le signal de position S25 provenant du détecteur de position. Le compteur de déplacement 17 délivre le résultat N1 du comptage à destination du calculateur 19. De façon similaire, lorsque le signal de départ de la mesure S34, en provenance du compteur-décompteur 14, est entré dans le compteur de déplacement 18, le compteur 18 commence à compter le nombre d'ondes du signal impulsionnel S22 provenant du dispositif de mesure de longueur 6 et arrête le comptage lorsqu'il reçoit le signal de position S25 provenant du détecteur de position. Le compteur de déplacement 18 délivre le résultat N2 du comptage à destination du calculateur 19. Le calculateur 19 procède au traitement de la formule (c) montrée ci-dessous, à partir des résultats Nl et N2 du comptage provenant des compteurs de déplacement 17 et 18, de façon à calculer le déplacement L du miroir mobile 4. Successivement, le calculateur 19 procède au traitement de la formule (d) montrée ci- dessous, à partir du dépassement L et du nombre K d'ondes de lumière d'interférence provenant du compteur de franges d'interférence 16, de façon à calculer la longueur d'onde x de la lumière 23 à mesurer et délivre les données relatives à la longueur
d'onde vers l'afficheur 20.
L = ( Nl + N2) x [finesse de mesure du dispositif de mesure de longueur] / 2.......................... (c) A = L / K...........................
........... (d) L'afficheur 20 affiche les données relatives à la..DTD: longueur d'onde de la lumière à mesurer.
Claims (3)
1. Ondemètre optique, dans lequel une longueur d'onde de lumière à mesurer est mesurée grâce à un interféromètre, l'ondemètre optique comprenant: une source de lumière (1) à mesurer qui délivre la lumière à mesurer; un dispositif diviseur de faisceau (2) destiné à diviser la lumière à mesurer en deux parties de lumière un miroir mobile (4) destiné à réfléchir une partie des deux parties de lumière vers le dispositif diviseur de faisceau; un mécanisme de déplacement linéaire (5) destiné à déplacer le miroir mobile dans l'une des directions le long de l'axe de lumière de la source de lumière grâce à un moteur (10); et un dispositif de mesure de longueur (6), comprenant une graduation et un capteur, destiné à délivrer des premier et second signaux impulsionnels (S21, S22) dont les phases diffèrent l'une de l'autre lorsque le miroir mobile se déplace, chaque impulsion correspondant à la finesse de mesure de déplacement du capteur, et destiné à délivrer un signal d'origine (S35) lorsque le capteur passe par le centre de la graduation, l'ondemètre optique étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre: un détecteur de position (12) destiné à compter un nombre prédéterminé d'ondes du premier signal impulsionnel en prenant le signal d'origine provenant du dispositif de mesure de longueur en tant que signal de déclenchement, et destiné à délivrer un signal de position (S25) lorsqu'il détecte que le miroir mobile s'est déplacé d'une distance prédéterminée correspondant au nombre prédéterminé; une commande de moteur (13) destiné à délivrer un signal d'inversion à destination du moteur et à délivrer un signal de sens de rotation en cours du moteur lorsqu'est entré le signal de position provenant du détecteur de position; un détecteur d'état (15) destiné à détecter un état correspondant au fait que le miroir mobile s'est décalé en arrière, à partir du signal de sens de rotation fourni par la commande de moteur et les premier et second signaux impulsionnels provenant du dispositif de mesure de longueur, et destiné à délivrer un signal de détection; et un compteur-décompteur (14) destiné à entrer le premier signal impulsionnel provenant du dispositif de mesure de longueur, le signal de position provenant du détecteur de position, et le signal de détection provenant du détecteur d'état; calculer une quantité de dépassement du miroir mobile, à partir du signal de position et du premier signal impulsionnel, le dépassement étant provoqué par la force d'inertie du moteur survenant lors de l'arrêt du moteur lorsque le moteur reçoit le signal d'inversion provenant de la commande de moteur; calculer une quantité de décalage arrière du miroir mobile survenant lors de l'arrêt du moteur, à partir du signal de détection et du premier signal impulsionnel; procéder à une opération d'inversion pour les quantités de dépassement et de décalage arrière lorsque le moteur commence à tourner en inversant le sens de rotation, de façon à détecter un état dans lequel le miroir mobile atteint la position en laquelle le signal d'inversion a été entré dans le moteur; et lors de la détection dudit état, délivrer un signal de départ pour mesurer la longueur d'onde.
2. Ondemètre optique, comprenant: une source de lumière (1) à mesurer qui délivre la lumière à mesurer; un dispositif diviseur de faisceau (2) destiné à diviser la lumière à mesurer en deux parties de lumière ; un miroir fixe (3) destiné à réfléchir une partie des deux parties de lumière vers le dispositif diviseur de faisceau; un miroir mobile (4) destiné à réfléchir l'autre partie des deux parties de lumière vers le dispositif diviseur de faisceau; un mécanisme de déplacement linéaire (5), ayant des poulies (7, 8) situées à une distance prédéterminée, parallèles à l'axe de lumière de la source de lumière, une courroie (9) qui est étirée sur les poulies, un étage mobile (Sa) qui maintient le miroir mobile et est connecté à la courroie, un rail de guidage (5b) destiné à guider l'étage mobile, et un moteur (10) destiné à déplacer la courroie dans l'une des directions le long de l'axe de lumière de la source de lumière en faisant tourner les poulies, de façon à déplacer le miroir mobile dans l'une des directions le long de l'axe de lumière; un récepteur de lumière (11) destiné à recevoir la lumière d'interférence qui apparait par combinaison de la lumière provenant du miroir fixe et la lumière provenant du miroir mobile, et destiné à transformer la lumière d'interférence en un signal électrique; et un dispositif de mesure de longueur (6), comprenant une graduation et un capteur, destiné à délivrer des premier et second signaux impulsionnels (S21, S22) dont les phases diffèrent de 90' l'une par rapport à l'autre lorsque le miroir mobile se déplace, chaque impulsion correspondant à la finesse de mesure de déplacement du capteur, et destiné à délivrer un signal d'origine (S35) lorsque le capteur passe par le centre de la graduation, l'ondemètre optique étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre: un détecteur de position (12) destiné à compter un nombre prédéterminé d'ondes du premier signal impulsionnel en prenant le signal d'origine provenant du dispositif de mesure de longueur en tant que signal de déclenchement, et destiné à délivrer un signal de position (S25) lorsqu'il détecte que le miroir mobile s'est déplacé d'une distance prédéterminée correspondant au nombre prédéterminé; une commande de moteur (13) destiné à délivrer un signal d'inversion à destination du moteur et destiné a délivrer un signal de sens de rotation en cours du moteur lorsqu'est entré le signal de position provenant du détecteur de position; un détecteur d'état (15) destiné à détecter un état dans lequel le miroir mobile est décalé en arrière, à partir du signal de sens de rotation délivré par la commande de moteur et les premier et second signaux impulsionnels provenant du dispositif de mesure de longueur, et destiné à délivrer un signal de détection; un compteur-décompteur (14) destiné à entrer le premier signal impulsionnel provenant du dispositif de mesure de longueur, le signal de position provenant du détecteur de position, et le signal de détection provenant du détecteur d'état; calculer une quantité de dépassement du miroir mobile à partir du signal de position et du premier signal impulsionnel, le dépassement étant provoqué par la force d'inertie du moteur survenant lors de l'arrêt du moteur lorsque le moteur reçoit le signal d'inversion provenant de la commande de moteur; calculer une quantité de décalage arrière du miroir mobile survenant lors de l'arrêt du moteur à partir du signal de détection et du premier signal impulsionnel; procéder à une opération d'inversion pour les quantités de dépassement et de décalage arrière lorsque le moteur commence à tourner en inversant le sens de rotation, de façon à détecter un état dans lequel le miroir mobile atteint la position en laquelle le signal d'inversion a été entré dans le moteur; et lors de la détection de l'état, délivrer un signal de départ de la mesure; un compteur de franges d'interférence (16) destiné à recevoir le signal de départ de la mesure et à compter le nombre d'ondes du signal électrique délivré par le récepteur de lumière; un premier compteur de déplacement (18) destiné à recevoir le signal de départ de la mesure et le comptage du nombre d'ondes du premier signal impulsionnel provenant du dispositif de mesure de longueur; un second compteur de déplacement (17) destiné à recevoir le signal de départ de la mesure et le comptage du nombre d'ondes du second signal impulsionnel provenant du dispositif de mesure de longueur; un calculateur (19) destiné à calculer la longueur d'onde de la lumière à mesurer à partir du nombre d'ondes de la lumière d'interférence compté par le compteur de franges d'interférence et les nombres d'ondes comptés par les premier et second compteurs, et destiné à délivrer la valeur de la longueur d'onde; et un afficheur (20) destiné à afficher la valeur de
la longueur d'onde fournie par le calculateur.
3. Ondemètre optique selon l'une des
revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la source
de lumière à mesurer est une source de lumière de laser
stabilisé en fréquence.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| FR2716716B1 FR2716716B1 (fr) | 1997-05-23 |
Family
ID=12974826
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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1995
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- 1995-02-27 FR FR9502245A patent/FR2716716B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-28 DE DE19506954A patent/DE19506954C2/de not_active Expired - Fee Related
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