SU1310634A1 - Способ измерени амплитуды колебаний - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники. Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет исключени  зависимости результатов измерени  от начальной раз-, ности хода лучей интерферометра.Сущность способа заключаетс  в формировании сигнала, амплитуда которого не зависит от начальной разности хода интерферирующих лучей. На выходе интерферометра формируетс  интерференционна  картина, котора  модулируетс  частотой колебаний исследуемого процесса . Полученный оптический сигнал преобразуетс  в электрический, из которого выдел ютс  два гармонических колебани  частоты Ксо и (К+2)О где К 1,2,3.,..to - частота колебаний обьекта. Путем аналогового делени  выделенных сигналов формируетс  сигнал, амплитуда которого не зависит от начальной разности хода интерферирующих лучей. Искомую амплитуду колебани  определ ют по формуле Lj ( ) Lp, где и - текущее ® значение сигнала. UM«H - минимальное табличное значение сигнала, соответствующее нулевому значению функции Бессел , L - амплитуда перемещени  соответствующа  U мин 2 ил. Э5 СО

Description

1 .13106342

Изобретение относитс  к измери-делени  сигнала частоты (K+2)Q , вхо- тельной технике и может быть исполь-ды первого и второго узкополосных зовано дл  измерени  малых амплитуд фильтров 3,А св заны с выходом фотоколебательных процессов. приемника 2, аналоговый делитель 5,

Цель изобретени  - повышение точ- 5входы которого св заны с первым и

ности измерений за счет исключени вторым узкополосньтм фильтром 3 и 4,

зависимости результата измерени  отрегистратор 6, вход которого св зан

начальной разности хода лучей интер-с выходом аналогового делител  5. ферометра.Способ осуществл ют следующей

На фиг. 1 представлена функцио- последовательностью операций, нальна  схема устройства, реализующе- Вибратор,  вл ющийс  объектом изго способ , на фиг. 2 - график зави-мерени , приводитс  в колебани , час.симости 1,/ от амплитуды перемеще-тоту которых задают генератором.

НИН.Объектное зеркало интерферометра 1

Предлагаемый способ осуществл ет-св зываетс  с вибратором. На выходе с  устройством, которое содержит ла-интерферометра 1 формируетс  интерфе- зерный интерферометр 1, измерительноеренционна  картина, оптическа  раз- плечо которого св зано с объектом из-ность хода которой модулируетс  с мерени , фотоприемник 2, оптическичастотой колебаний объекта, св занный с интерферометром 1, пер- 20

вый узкополосный фильтр 3, предназна- Фотоприемник 2 преобразует оптиченный дл  выделени  сигнала частотыческий сигнал з электрический, на

. К-со , где К 1,2,3...,Q - частотавыходе фотоприемника 2 формируетс 

колебани  объекта, второй узкополос-напр жение, пропорциональное интенный фильтр 4, предназначенньт дл  вы-сивности света:

U(t) K«I(t) К A+B.COS - ( +L coswt), (1)

30

где К - коэффициент, определ ющийс .7i - длина волны источника света,

чувствительностью фотоприем-Равенство к виду преобразуют

ника и КПД преобразовател ,4F Р i

А и В - посто нные, . ,U(t) + КБ (cos ( - начальное значение разности , ч . . . , . 1, 35xcosCOt) - sin -г- stn ( COS cot) о)

хода лучей интерферометра;7 -.i

L - амплитуда перемещени ; Это преобразование приводит к

СО - кругова  частота колебанийJ Бесселевым функци м:

I. ,

cos (p,coscot) I/-|- ) - 2I()cos 2cot-H2I(- i|b) cos4ot, (3) - sin (-|- cosQt) 21, (-|- coscot- 21 (p). cos30t + ) cos Scot .

45

Постановкой (3) в (.2) получают нала фотопреобразовател , р д частотных составл ющих сиг U (t) КА-нКВ cos 2 l ° . 21, (1) cos4cot-... sin Щ-°- 21, ф eos«t - 21(-|-) cos 3Qt 2X5(1 cos Scot -... (4)

. . I I.

Ha выходе первого узкополосного ческий сигнал с частотой СО . Из (4)

фильтра 3 формируетс  только электри- получаем эту компоненту с амплитудой

3t

sin (f) 2I (|b,

A iTL где Ij (oi функци  Бессел  перзоA /rS го рода;

KBsin() - посто нна  измерительной установки при неизменной разности хода лучей FQ ..

Аналогично на выходе второго узкополосного фильтра 4, настроенного на частоту 3 со , формируетс  электрический сигнал с частотой 3 G3 и амплитудой

IT irr. / n So от

и КВ sin(-y-) 2I (),

где 1, (-:--) - функци  Бессел 

третьего пор дка. Аналоговый делитель 5 формирует сигнал с амплитудой

W&L ill lLLl.

W.

10

1,(4 ГЬ/ Д

Так как оба сигнала с частотой о) и 3 СО св заны с одним членом

.

sin(-л.-), то после аналогового делител  5 имеют сигнал с амплитудой, независ щей от изменений начальной разности хода лучей интерферометра Од что повышает точность измерений.

Таким образом, дл  определени  промежуточных значений амплитуды не требуетс  устанавливать промежуточ- ные значени  между нулевыми положет

ни ми функции I,C-rt-)j так как, не ход  из хода функции (фиг. 2) ,41ГЬ, , .

/3

видно, что при увеличении амплитуды рост функции I,j3 настолько линеен, что измерение амплитуды путем регистрации нулевых значений функции

106344

I(j вполне достаточно дл  определе- :-1и  коэффициента передачи, т.е., определив значение амплитуды (L ), соответствующее минимальному значе- 5 нию сигнала (идд,„) с выхода аналого- .вого делител  5 (исход  из таблицы

„ , . нулевых значении функции 1,(г-).,

п

определ ют промежуточные значени 

fOUx р

амплитуды из выражени  g г:- f

где Uy - текущее значение сигнала с выхода аналогового делител . е Таким образом, данный способ позвол ет измерить неизвестную амплитуду колебаний, величина которой устанавливаетс  не на основе максимальных и нулевых значений функции Бес- сел  первого р да, и в процессе изме рений не требуетс  стабилизации начальной разности хода между интерферирующими пучками, что упрощает процесс измерений и повышает точность .

25

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   40

   Способ измерени  амплитуды колебаний , заключающийс  в том, что формируют интерференционную картину, оптическа  разность хода которой модулируетс  с частотой колебаний объекта , преобразуют оптический сигнал в электрический, из полученного сигна- 3-5 ла вьщел ют гармонический сигнал, частота которого равна Кц , где О) - частота колебани  объекта, отличающийс  1 ем, что, с целью повышени  точности измерений, дополнительно выдел ют гармонический сигнал , частота которого равна (К+2)со, где К 1,2,3..., формируют сигнал, амплитуда которого равна отношению амплитуд сигналов частот К 0 и (K+2)Q, соответственно, регистрируют полученный сигнал и по известной зависимости определ ют искомый параметр .

   фиг1

   ...- /jMb

   1г(-г))

   43rf

   16 77

   Фие.2

   Составитель 0. Несова Редактор Л. Повхан Техред А.Кравчук

   Заказ 1879/36 Тираж 678Подпис-ное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска ,наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   Корректор М. Пожо