SU1506359A1 - Способ определени угловой скорости отражающего объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  бесконтактного прецизионного измерени  скорости вращени  объектов с диффузно-отражающей поверхностью, например валов технологических установок. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  угловой скорости исследуемого объекта. Участок поверхности вращающегос  отражающего объекта 4 освещают лучом когерентного источника 3, при этом угол падени  луча α≠0. Диффузно отраженное излучение пространственно фиксируют в плоскости приемной апертуры А, выдел   излучение в точках 1 и 2, смещенных друг относительно друга в направлении смещени  участка освещени  поверхности. Выделенное излучение оптически смешивают с опорным излучением источника и провод т преобразование оптических сигналов смешени  в электрические фотоприемниками 5,6. Формируют взаимно коррел ционную функцию электрических сигналов R₁₂(R) , измен   при этом фазу одного из сигналов до значени , при котором центральный максимум R(R) достигает максимального значени , а побочные максимумы, расположенные симметрично относительно главного, равны между собой. Измер ют временное положение Τ _о центрального максимума и вычисл ют угловую скорость Ω по формуле Ω=А/22RΤ O, где а - рассто ние между точками приема 1 и 2 в плоскости приемной апертуры

R - рассто ние от плоскости апертуры до оси вращени  объекта, параллельной плоскости апертуры. 3 ил.

Description

3150

Изобретение относитс  к лазерной измерительной технике и предназначено дл  бесконтактного высокоточного измерени  скорости вращени  об7 ектов с шероховатой, диффузно отражающей поверхностью (например, валов ) в машиностроении.

Цель Изобретени  - повышение точности измерени  угловой скорости ис-. следуемого объекта.

Максимально допустимое значение рассто ни  а ограничено требованием отсутстви  декоррел ции оптических отраженных сигналов в точке 2 относительно точки , выполн емым при услови х а ; с Я R, где - - длина волны излучени  источника; R,- рассто ние от плоскости А до освещенного участка поверхности; b - продольный размер освещенного п тна

На фиг,1 показана схема зондировани  и приема отраженного излучени ,

по сн юща  способ измерени  (1 и 2 - 5 вдоль направлени  освещени , точки приема излучени  в плоскости При выполнении этих условий опти- приемной апертуры А); на фиг.2 - кор- ческий сигнал, принимаемый в точке релограг-1мы с изменением фазы одного из входных сигналов при выполнении условий реализации способа (а), без 20 изменени  фазы одного из входных сигналов (б); на - блок-схема устройства , реализующего предлагаемый

2 после поворота объекта на угол , воспроизводит оптический сигнал, при нимаемый   точке 1 до поворота с точностью, определ емой разностью их начальных фаз. Коррелограмма сигналов смещени  на выходе коррел тора 9 при этом имеет вид, приведенный 25 на фиг.За.

способ.

Устройство содерткит источник 3 излучени , объект 4, фотоприемники 5 и 6, Лазовращатели 7 и 8, коррел тор 9 и блок 10 обработки и регистрации .

Способ измерени  угловой -.корос- 0 ный максимум R .(С) достигает макти реализуют следующим образом.

Участок поверхности вращающегос 

си1-1ального значени , а побочные мак симумы, расположенные симметрично относительно центрального, станов т с  равными между собой (фиг.Зб). 35 При этом временное положение главно максимума соответствует положению

си1-1ального значени , а побочные максимумы , расположенные симметрично относительно центрального, станов тс  равными между собой (фиг.Зб). 35 При этом временное положение главног максимума соответствует положению

максимума огибающей системы С.

отражающего объекта 4 освещают лучом когерентного источника 3 так, что оспьиичющий пучок п плоскости орто- , пэнаиьиой оси вращени  и угол о( падени  освещающего пучка на по- последующее измерение которого поз- верхность отличны от нул . Отражен- вол ет определить угловую скорость ное излучение пространственно фильт- 40 объекта S1 по формуле руют в плоскости приемной апертуры

А следующим образом. Выдел ют отра-51 2R

женное излучение в точках 1 и 2 плоскости апертуры, причем точки смещены лист ducFiyf , ирдц R рассто ние от плоскости А

до центра вращени  0.

Изменение фазы электрического сигнала провод т в любой из входных цепей коррел тора с помощью электрических фазовращателей 7 или 8. Воз50 можно также изменение фазы одного

на рассто ние а вдоль направлени  смещени  участка вращающейс  освещенности поверхности. При повороте объекта на некоторый малый угол -je, соответствующий рассто нито а между точками 1 и 2, спекл-структура отражаемого оптического пол  в запо- роженном виде также перемещаетс  в плоскости приемной апертуры из точки 1 в точку 2. Выделенное оптически смешивают в точках 1 и 2 апертуры с опорным излучением источника и провод т преобразование оптических сигналов в электрические с помощью фотоприемников 5 и 6.

из оптических сигналов смещени , например , путем введени  регулируемого фазового сдвига в опорное излучение перед смещением в одной из точек 1 55 и 2 приемной апертуры.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  угловой скорости отражающего объекта, включаюС помощью коррел тора 9 формируют взаимно коррел ционную функцию R гС-С) электрических сигналов.

   Максимально допустимое значение рассто ни  а ограничено требованием отсутстви  декоррел ции оптических отраженных сигналов в точке 2 относительно точки , выполн емым при услови х а ; с Я R, где - - длина волны излучени  источника; R,- рассто ние от плоскости А до освещенного участка поверхности; b - продольный размер освещенного п тна

   вдоль направлени  освещени , При выполнении этих условий опти- ческий сигнал, принимаемый в точке

   2 после поворота объекта на угол , воспроизводит оптический сигнал, принимаемый   точке 1 до поворота с точностью, определ емой разностью их начальных фаз. Коррелограмма сигналов смещени  на выходе коррел тора 9 при этом имеет вид, приведенный на фиг.За.

   Согласно способу измерени  провод т изменение (регулировку) фазы одного Из коррелируемых сигналов до значени , при котором центральси1-1ального значени , а побочные максимумы , расположенные симметрично относительно центрального, станов т с  равными между собой (фиг.Зб). При этом временное положение главного максимума соответствует положению

   последующее измерение которого поз- вол ет определить угловую скорость объекта S1 по формуле

   максимума огибающей системы С.

   последующее измерение которого вол ет определить угловую скор объекта S1 по формуле

   из оптических сигналов смещени , например , путем введени  регулируемого фазового сдвига в опорное излучение перед смещением в одной из точек 1 55 и 2 приемной апертуры.

   Формула изобретени 

   Способ определени  угловой скорости отражающего объекта, включающий освещение части поверхности врагдающегос  объекта лучом когерентного источника, выделение отраженного излучени , выделенного в первой точке апертуры, с опорным излучением когерентного источника, преобразование оптического сигнала смещени  в электрический, отличающийс  тем, что, с целью

   повьшени  точности измерений скорости , дополнительно выдел ют отраженное излучение во второй точке . плоскости приемной апертуры, причем вторую точку выбирают смещенной относительно первой в направлении вращени  отражающего объекта, оптически смертивают отраженное излучение, . выделенное во второй точке приемной апертуры, с опорным излучением когерентного источника и преобразуют оптический сигнал смещени  в элект 06359

   рический, формируют взаимно коррел ционную функцию электрических сигналов , измен ют при этом фазу одного из сигналов до значени , при котором центральный максимум взаимно коррел ционной функции достигает максимального значени , а побочные максимумы , расположенные симметрично . 0 относительно главного, равны между собой, измер ют временное положение -С о центрального максгимума, после чего вычисл ют угловую скорость Я по формуле

   15

   Л

   1/2КС„,

   где а - рассто ние между точками

   приема в плоскости апертуры; R - рассто ние от плоскости приемной апертуры до оси вращени  объекта, параллельной плоскости апертуры.

   Фа.З