SU1651106A1 - Device for measuring object vibrations parameters - Google Patents
Device for measuring object vibrations parameters Download PDFInfo
- Publication number
- SU1651106A1 SU1651106A1 SU894720327A SU4720327A SU1651106A1 SU 1651106 A1 SU1651106 A1 SU 1651106A1 SU 894720327 A SU894720327 A SU 894720327A SU 4720327 A SU4720327 A SU 4720327A SU 1651106 A1 SU1651106 A1 SU 1651106A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- lens
- radiation
- photodetector
- plane
- object holder
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и предназначено дл измерени паргметров колебаний диффузно отражающих объектов. и. иго- бретени вл етс увеличение информативности за счет определени относительной амплитуды колебаний и повышение помехозащищенности за счет компенсации смещени обьекта как целого. Посредством дифракционной решетки 2 и объектива 3 от источника 1 когерентного излучени формируетс два параллельных другу пучка, которые , последовательно отража сь от объект 9 и плоскопараллельной пластины 4, попа- на фотоприемник 5, которые преобразует интенсивность в электрический сигизп обрабатываемый в блоке 6. 1 з.п. ф-лы, i ил.The invention relates to a measuring and control technique and is intended for measuring par-meters of oscillations of diffusely reflecting objects. and. The intention is to increase the information content by determining the relative amplitude of oscillations and increasing the noise immunity by compensating for the displacement of the object as a whole. Through the diffraction grating 2 and the objective 3 from the coherent radiation source 1, two beams parallel to each other are formed, which, successively reflected from the object 9 and the plane-parallel plate 4, receive the photodetector 5, which converts the intensity into an electrical signal processed in block 6. 1 .P. f-ly, i ill.
Description
Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл измерени амплитуд и фаз колебаний диффузно-отражающих объектов методами фотоэлектронной спекл-интерферометрии в реальнорл времени.The invention relates to a measurement technique and is intended to measure the amplitudes and phases of oscillations of diffuse-reflecting objects using photoelectron speckle interferometry in real time.
Целью изобретени вл етс повышение информативности за счет измерени от- носительной амплитуды нормальных колебаний двух точек исследуемой поверхности , наход щихс на заданном рассто нии одна от другой, и повышение помехозащищенности измерений путем компенсации смещений объекта как целого.The aim of the invention is to increase the information content by measuring the relative amplitude of the normal vibrations of two points of the test surface located at a given distance from one another, and to increase the noise immunity of measurements by compensating for the displacements of the object as a whole.
На чертеже схематически изображено устройство дл измерени параметров колебаний диффузно-отражающего объекта.The drawing shows schematically a device for measuring the vibration parameters of a diffuse reflecting object.
Устройство состоит из источника 1 когерентного излучател (лазер); дифракционной решетки 2 с углом дифракции а; объектива 3, установленного на рассто нии f - t/2 ctg о. от дифракционной решетки 2, где f - фокусное рассто ние объектива, t - рассто ние между исследуемыми точками обьекта;The device consists of a source of 1 coherent radiator (laser); a diffraction grating 2 with a diffraction angle a; lens 3 mounted at a distance of f - t / 2 ctg o. from the diffraction grating 2, where f is the focal length of the lens, t is the distance between the studied points of the object;
плоскопараллельной пластины 4, установленной под углом л /А к оптической оси и толщиной d rt n2 - 05 , где п - показатель преломлени плоскопараллельной стекл нной пластины; фотоприемника 5 с малой инерционностью и апертурой D, который установлен вдоль оптической оси на рассто нии L d D/A от фокальной плоскости объектива, где d - диаметр освещающего пучка в фокальной плоскосш объектива. блока 6 регистрации, вход которого электрически св зан с выходом фотоприемника 5; компенсационных плоскопараллельных стекл нных пластин 7 и 8. Позицией 9 обозначен контролируемый объект.a plane-parallel plate 4 installed at an angle l / A to the optical axis and a thickness of d rt n2 - 05, where n is the refractive index of the plane-parallel glass plate; Photo-receiver 5 with low inertia and aperture D, which is installed along the optical axis at a distance L d D / A from the focal plane of the lens, where d is the diameter of the illuminating beam in the focal plane of the lens. a recording unit 6, the input of which is electrically connected to the output of the photodetector 5; compensatory plane-parallel glass plates 7 and 8. Position 9 denotes a controlled object.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Излучение от источника 1 падает на дифракционную решетку 2, после которой в результате дифракции образуетс два пучка. Эти пучки попадают на объектив 3, установленный на фокусном рассто нии f от решетки 2. Объектив 3 преобразует пучки так. что их оси станов тс параллельными и расположенными на рассто нии t 2f гдадруг от друга. Пучки фокусируют в точки на поверхности объекта 9 и, отразившись от нее, попадают на плоскопараллельную пластину 4. Благодар ориентации пластины под углом 7Г/4 к оси распространени пучков и выбору ее толщины, равной d туп - 0,5 , отраженные от ее граней совмещаютс в плоскости регистрации с получением широких интерференционных полос. Распределение ин- тенсивности в плоскости регистрации фиксируетс фотоприемником 5 с малой инерционностью, установленным на рассто нии L d D/A от фокальной плоскости объектива 3, в которой расположен исследу- емый объект, где d - диаметр пучков в фокальной плоскости объектива 3, D-диаметр апертуры фотоприемника 5, А - длина волны излучени источника 1.The radiation from source 1 is incident on diffraction grating 2, after which two beams are formed as a result of diffraction. These beams fall on the lens 3 mounted at the focal distance f from the grating 2. The lens 3 converts the beams as follows. that their axes become parallel and located at a distance of t 2f between each other. The beams are focused on points on the surface of the object 9 and, reflected from it, fall onto the plane-parallel plate 4. Due to the orientation of the plate at an angle of 7Г / 4 to the axis of propagation of the beams and the choice of its thickness equal to d stupid - 0.5, reflected from its faces are aligned in the registration plane to obtain wide interference fringes. The intensity distribution in the recording plane is fixed by a photodetector 5 with low inertia set at a distance L d D / A from the focal plane of objective 3, in which the object under study is located, where d is the beam diameter in the focal plane of objective 3, D the diameter of the photoreceiver aperture 5, A - the wavelength of the radiation source 1.
Дл регистрации фотоприемником 5 из- менени интенсивности интерференционной картины, образованной двум спекл-пол ми волн, отраженных от двух исследуемых точек диффузно рассеивающего объекта, необходимо, чтобы, во-первых, ди- аметр апертуры фотоприемника не превышал ширины одной интерференционной полосы; во-вторых, размеры спекл-структу- ры должны быть сравнимы с размерами апертуры фотоприемника. To register the photoreceiver 5 with a change in the intensity of the interference pattern formed by two speckle fields of waves reflected from two points of the diffusely scattering object, it is necessary that, first, the diameter of the photoreceiver aperture does not exceed the width of one interference band; secondly, the size of the speckle structure must be comparable with the size of the photodetector aperture.
Выполнение первого услови обеспечиваетс тем, что установка плоскопараллельной пластины заданной толщины под углом л:/4 к оптической оси позвол ет совместить изображение исследуемых точек и получить интерференционные достаточно широкие полосы в пространстве регистрации. Кроме того, с целью получени интерференционной спекл-картины с достаточно широкими полосами (ширина полос больше диаметра апертуры ФЭУ) на пути интерферирующих волн установлены компенсационные плоскопараллельные стекл нные пластины 7 и 8. Второе условие выполн етс благодар тому, что оптическа система дифракцион- на решетка - объектив позвол ет существенно (в 40-50 раз) уменьшить диаметр освещающего поверхность пучка и, таким образом, минимальный диаметр спеклов е - существенно возрастает. Кроме то- го, фотоприемник с апертурой D размещаетс на определенном минимально возможном рассто нии L от объекта вдоль оптической оси устройства. Существенно уменьшить апертуру фотоприемника или увеличить рассто ние L от фотоприемника до объекта не позвол ют ограниченные чувствительность фотоприемника и мощность используемого лазера. Фокусировка пучкаThe fulfillment of the first condition is ensured by the fact that the installation of a plane-parallel plate of a given thickness at an angle l: f / 4 to the optical axis allows one to combine the image of the points studied and to obtain interference wide enough bands in the recording space. In addition, in order to obtain an interference speckle pattern with sufficiently wide stripes (the width of the stripes is larger than the photomultiplier aperture diameter), compensating plane-parallel glass plates 7 and 8 are installed in the path of the interfering waves. The second condition is satisfied by the fact that the optical system is diffraction grating - the lens allows significantly (40-50 times) to reduce the diameter of the beam illuminating the surface and, thus, the minimum diameter of speckles e - increases significantly. In addition, the photodetector with aperture D is located at a certain minimum possible distance L from the object along the optical axis of the device. Significantly reducing the photodetector aperture or increasing the distance L from the photodetector to the object does not allow the limited sensitivity of the photodetector and the power of the laser used. Beam focusing
лазерного излучени на поверхность объекта , кроме того, позвол ет уменьшить область поверхности, по которой происходит усреднение измер емой амплитуды колебаний .laser radiation on the surface of the object, in addition, allows to reduce the surface area over which the measured amplitude of oscillations is averaged.
Изменение интенсивности интерференционной картины, образованной волнами, отраженными от двух точек исследуемой поверхности , зарегистрированное фотоприемником 5 малой инерционности, преобразуетс в электрический сигнал. По временной эволюции электрического сигнала определ етс относительна амплитуда а гармонических колебаний двух исследуемых точек дл случа , когда начальна разность фаз оптических волн равна ж/2The change in the intensity of the interference pattern formed by the waves reflected from two points of the investigated surface, detected by the photo-receiver 5 of small inertia, is converted into an electrical signal. According to the time evolution of the electric signal, the relative amplitude of the harmonic oscillations of the two studied points is determined for the case when the initial phase difference of optical waves is w / 2
а К+(-1 )Karcsin If/i0 ,and K + (- 1) Karcsin If / i0,
где А -длина волны используемого лазера;where A is the wavelength of the laser used;
И -значение сигнала в точке 2тг лУ2; f - частота;And the value of the signal at the point 2тг ЛУ2; f is the frequency;
р- фаза относительных колебаний; io - максимальное значение электрического сигнала;p is the phase of relative oscillations; io is the maximum value of the electrical signal;
К 0, 1,2, ... - число минимумов за половину периода на осциллограмме.K 0, 1,2, ... is the number of minima for a half period on the oscillogram.
Относительна фаза колебаний двух точек может быть определена следующим образом:The relative phase of the oscillations of two points can be determined as follows:
р arccosp arccos
а + а§ -1a + a§ -1
2ага22ag2
где ai, 32 - амплитуды колебаний двух исследуемых точек, которые определ ютс предварительно любым из известных способов .where ai, 32 are the oscillation amplitudes of the two points studied, which are predetermined by any of the known methods.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894720327A SU1651106A1 (en) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | Device for measuring object vibrations parameters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894720327A SU1651106A1 (en) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | Device for measuring object vibrations parameters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1651106A1 true SU1651106A1 (en) | 1991-05-23 |
Family
ID=21461549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894720327A SU1651106A1 (en) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | Device for measuring object vibrations parameters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1651106A1 (en) |
-
1989
- 1989-07-18 SU SU894720327A patent/SU1651106A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 890076, кл. G 01 Н 9/00, 1981. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4432239A (en) | Apparatus for measuring deformation | |
EP0164181A2 (en) | Frequency modulated laser radar | |
US4897536A (en) | Optical axis displacement sensor with cylindrical lens means | |
US7209291B2 (en) | Optical displacement sensor | |
CN109579780A (en) | One kind being based on polarization spectro auto-collimation three-dimensional perspective measuring device and method | |
US4436419A (en) | Optical strain gauge | |
EP0872722B1 (en) | Particle measuring apparatus and its calibration method | |
CN112484647A (en) | Interferometer displacement measurement system and method | |
JP2732849B2 (en) | Interferometer | |
JPH0652170B2 (en) | Optical imaging type non-contact position measuring device | |
US5011287A (en) | Interferometer object position measuring system and device | |
US4395123A (en) | Interferometric angle monitor | |
SU1651106A1 (en) | Device for measuring object vibrations parameters | |
US4425041A (en) | Measuring apparatus | |
US5355209A (en) | Device for measuring the diameter of an object that is largely cylindrical, for example an optical fiber, without contact | |
US6297497B1 (en) | Method and device for determining the direction in which an object is located | |
RU2092787C1 (en) | Method determining short distances to diffusion-reflecting objects and gear for its realization | |
SU1619014A1 (en) | Interferometer | |
SU1037063A1 (en) | Interferometric device for measuring distance and for changing distances | |
SU1693369A1 (en) | Device for detection of zero position of object | |
SU1464046A1 (en) | Device for measuring amplitude of angular oscillations | |
SU1753271A1 (en) | Method to determine vibration parameters | |
SU1196686A1 (en) | System for object angular displacement compensation of double-reflecting interferometric displacement meters | |
RU2159406C2 (en) | Multiple-beam interferometer to measure parameters of parameters of spherical shell | |
SU1101672A1 (en) | Device for touch=free measuring of deformations |