SU1328669A1 - Устройство дл измерени амплитуд механических колебаний - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет исключени  электрической св зи между объектом и устройством, т.е. обеспечени  дистанционного измерени . Устройство дл  измерени  амплитуд механических колебаний содержит источник 1 когерентного излучени , излучение которого делитс  светоделительной пластиной 2 на две части. Перва  часть, отража сь от поверхности объекта 3, интерферирует с второй частью, котора  проходит через оптический модул тор 4 и отражаетс  от неподвижного отражател  5. Интерференционна  картина воспринимаетс  фотоприемником 6, сигнал с которого фильтруетс  фильтром 7, настроенным на частоту колебаний объекта 3, нормализуетс  усилителем 8 п через фазовращатель 9 управл ет оптическим модул тором 4. Измен   величину сдвига фазы вносимого фазовращателем 9, добиваютс  обращени  в ноль амплитуды выходного сигнала узкополосного фильтра х- 7. Зна  величину сдвига фазы, при котором произощло обращение в ноль бесселевой функции, определ ют амплитуду колебаний объекта 3. 1 ил. (О (Л со ю 00 О5 05 со

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  амплитуды механических колебаний .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет исключени  эксплуатационной св зи между объектом и устройством, т.е. обеспечени  дистанционного излучени .

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство дл  измерени  амплитуд .механических колебаний содержит оптически св занные источник 1 когерентного излучени , интерферометр, состо щий из светоде- лительной пластины 2, измерительного плеча , св занного с исследуемым объектом 3, и опорного плеча с последовательно установленными в нем оптическим модул тором 4 и неподвижным отражателем 5, и фотоприемник 6, последовательно соединенные узкополосный фильтр 7, усилитель 8 с автоматической регулировкой усилени  (АРУ) и фазовращатель 9, выход фотоприемника 6 св зан с входом узкополосного фильтра 7, фазовращатель 9 электрически св зан с оптическим модул тором 4.

Устройство работает следующим образом .

Излучение источника 1 когерентного излучени  направл етс  на светоделитель- ную пластину 2, с помощью которой раздел етс  и проходит по двум направлени м: на поверхность колеблющегос  объекта 3 и через оптический модул тор 4 на неподвижный отражатель 5. Отраженные от поверхности объекта 3 и отражател  5 составл ющие излучени  интерферируют. Интерференционна  картина воспринимаетс  фотоприемником 6. При движении поверхности объекта 3 на выходе фотоприемника 6 возникает сложный спектр колебаний. Выдел   из него спектральную составл ющую на частоте колебаний объекта 3, можно судить об амплитуде колебаний объекта 3. Амплитуда выходного сигнала узкополосного фильтра 7 определ етс  функцией Бессел  первого пор дка.

Максимальна  точность определени  амплитуды колебаний достигаетс  тем, что функци  Бессел  обращаетс  в ноль. Сигнал узкополосного фильтра 7 несет информацию о частоте и фазе колебаний поверхности контролируемого объекта 3 (в случае синусоидального характера колебаний поверхности ). Сигнал узкополосного фильтра 7 нормализуетс  по амплитуде с помощью усилител  8 с АРУ. После внесени  фазового сдвига с помощью фазовращател  9 сигнал подаетс  на оптический модул тор 4, что дает возможность измен ть фазовые

ВНИИПИЗаказ 3474/43Тираж 676Подписное

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

соотнощени  в опорном и измерительном плече интерферометра. Выходной сигнал узкополосного фильтра 7, настроенного на частоту колебаний ы,;, равен ич. Кфи. 1, (mfn)cosuj,t;

mf n 2sin (t/2),

где -коэффициент пропускани  филь- тра 7;

Uo - амплитуда выходного сигнала фотоприемника 6;

1, ()-функци  Бессел  первого пор дка;

(А -амплитуда колебаний объекта 3; д -длина световой волны источника 1;

Ч - сдвиг фазы, вносимый фазовращателем 9.

Измен   величину сдвига , вносимого фазовращателем 9, добиваютс  об- ращени  в ноль амплитуды выходного сигнала узкополосного фильтра 7. Фиксируют величину сдвига фазы, при которой прои- зощло обращение в ноль бесселевой функции и исход  из формулы (1) наход т амплитуду л колебаний объекта 3. Амплитуда колебаний объекта 3, соответствующа  переходам бесселевой функции первого пор дка через ноль, определ етс  по формуле - А (t fti l-m

где (mfn) - корень уравнени  lf(mfn) 0, п может измен тьс  в зависимости от 4 в пределах от О до 2.

Калибровка угла сдвига фазы if производитс  при настройке устройства по объекту с известной амплитудой колебаний.

Устройство позвол ет измер ть амплитуду механических колебаний объектов, не св занных электрически с измер емой схемой, что позвол ет измер ть механические колебани  движущихс  и удаленных объектов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  амплитуд механических колебаний, содержащее оптически св занные источник когерентного излучени , интерферометр с измерительным и опорными плечами и фотоприемник, узкополосный фильтр, вход которого св зан с выходом фотоприемника, фазовращатель и оптический модул тор, установленный в

   опорном п.лече интерферометра, отличающеес  тем, что, с целью расщирени  функциональных возможностей, оно снабжено усилителем с автоматической регулировкой усилени , вход которого св зан с выходом

   узкополосного фильтра, выход - с входом фазовращател , выход которого св зан с входом оптического модул тора.