SU476511A1 - Устройство дл измерени малых угловых скоростей - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерений параметров движени .

Известные устройства содержат интерферометр , блок обработки сигналов с интерферометра и блок регистрации сигналов.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  средней скорости и автоматизаци  процесса измерени . Это достигаетс  тем, что устройство снабжено датчиком разрешени  начала отсчета, выполненным в виде фотоприемника , системы зеркал дл  направлени  светового луча на фотоприемник и двух диафрагм, одна из которых закреплена на неподвижной части интерферометра, а друга  - на подвижной части интерферометра таким образом,что в исходном положении щели диафрагм расположены в одной вертикальной плоскости.

Кроме этого, в устройство введен блок автоматики , состо щий из трех последовательно соединенных блокинг-генераторов задержки и триггера формировани  строб-импульса по длительности, образующих замкнутый контур так, что выход третьего блокинг-генератора подключен к первому входу триггера, к которому подключен также выход блока формировани  сигналов; второй вход триггера подсоединен к выходу блока реверсивного счетчика угла, а выход триггера подключен ко входу блока измерени  интервалов времени, выход которого подсоединен ко входу блока пам ти,

к другому входу блока пам ти подключен выход первого блокинг-генератора, а к нулевой шине блока измерени  интервалов времени подключен выход второго блокинг-генератора.

На фиг. 1 схематически представлено предложенное устройство; на фиг. 2 - упрощенна  функциональна  схема блока автоматики, в котором формируютс  интервалы времени прохождени  заданного угла.

Устройство состоит из двух основных частей - лазерного интерферометра 1 и электронно-регистрирующего блока 2.

Лазерный интерферометр 1 имеет подвижную часть 3, установленную на объекте, скорость которого измер етс , и неподвижную часть 4. Основными элементами подвижной части интерферометра  вл ютс  угловые зеркала 5 и 6, установленные на отражателе 7, диафрагма 8 и зеркала 9 и 10.

Основными элементами неподвижной части интерферометра  вл ютс  источник света - лазер И, три фотоприемника 12-14, подключенные к электронно-регистрирующему блоку 2, диафрагма 15 и система зеркал 16-27.

Электронно-регистрирующий блок состоит из блока формировани  сигналов 28, ко входам которого подключены фотоприемники 12- 14; блока реверсивного счетчика 29, ко входу которого подсоединен один из выходов блока формировани  сигналов 28; блока автоматики

30, ко входам которого подключены выходы счетчика 29 и второй выход блока 28; блока счета интервалов времени 31, ко входам которого подключен один из выходов блока автоматики 30 и выход генератора эталонной частоты 32; блока пам ти 3, ко входам которого подсоединены выход блока 31 и второй выход блока 30; блока дешифратора 34, к входу которого подключен выход блока пам ти 33, а к выходу - блок индикации 35; блока цифропечатающей машинки 36, входы которого св заны с блоком автоматики 30 и блоком пам ти 3.

.Основными элементами блока автоматики 30  вл ютс  триггер формировани  строб-импульсов по длительности 37 и три блокинг-генератора задержки 38-40, которые образуют замкнутый контур.

Устройство работает следуюш,им образом.

Луч света, выход п1.ий из лазерного источника света 11, отразившись от зеркала 16, попадает на блок из четырех полупрозрачных зеркал 17-20.

В каждом плече интерферометра лучи попадают на угловые зеркала 5 или 6, установленные на подвижном отражателе 7, который жестко св зан с платформой 3, отражаютс  от зеркал 21 и 22, попадают оп ть на зеркала 5 и 6 неподвижного отражател  и с помош.ью зеркал 23 и 24 направл ютс  обратно в блок из четырех полупрозрачных зеркал, где они совмеш,аютс  зеркалом 19. В плоскости этого зеркала лучи интерферируют и образуетс  неподвижна  интерференционна  картина в виде полос равной толш;ины. Эта интерференционна  картина с помощью зеркал 25 и 26 подаетс  на диафрагмы фотоприемников 12 и 13. При повороте платформы с подвижной частью 3 лазерного интерферометра от исходного положени  в направлении, указашюм на чертеже, поворачиваетс  отражатель 7 с зеркалами 5 и 6. Рассто ние в одном плече интерферометра от подвижного зеркала 5 до неподвижного плоского зеркала 21 уменьшаетс , а в другом плече от подвижного углового зеркала 6 до ненодвил ного плоского зеркала 22 увеличиваетс . За счет этого измер етс  разность хода интерферируюш;их лучей и происходит движение интерференционных полос.

Пропорционально движению полос на выходе двух фотоприемников 12 и 13 датчика углов поворота по вл ютс  сигналы изменени  тока, в одном - по закону синуса угла поворота , в другом - по закону косинуса угла поворота . Сигналы с этих фотоприемников через соединительные кабели поступают в электронно-регистрируюший блок 2.

Дл  автоматического запуска от исходного положени  подвижной и неподвижной частей лазерного интерферометра, обеспечива  точное значение углов, служит датчик разрешеии  начала отсчета, состо щий из фотоприемника 14, системы зеркал 18, 19, 10, 27, а также подвижной диафрагмы 8 и неподвижной диафрагмы 15. При измерении угловой скорости от начального исходного положени  происходит совпадение щелей подвижной 8 и неподвижной диафрагмы 15, и луч света от лазера с помощью системы зеркал проходит через них и направл етс  зеркалом 27 на фотоприемник 14, который выдает сигнал разрешени  отсчета .

Этот сигнал в виде одиночного импульса поступает в блок формировани  сигналов 28, разреша  тем самым прохождение импульсов интерференционных полос в этот блок от фотоприемников 12 и 13. Эти импульсы, цена по углу которых на выходе из блока 28 равна 0,108 угл. сек, поступают в блок 29, где формируетс  необходимый программный угол, величина которого выбираетс  в зависимости от величины скорости и времени ее осреднени .

Первый импульс поступает с блока формировани  сигналов 28 в блок автоматики 30 на первый вход триггера 37 (фиг. 2). Триггер 37 срабатывает и с блока генератора эталонной частоты 32 (фиг. 1) импульсы кварцевой частоты поступают в блок измерени  интервалов времени 31. Сигналом окончани  прохождени  фиксированного углового интервала  вл етс  импульс, поступаюший с блока реверсивного счетчика угла 29 на второй вход триггера 37 (фиг. 2). В результате положительный фронт с первого выхода триггера, поступа  в блок измерени  интервалов времени 31 (фиг. 1), прекращает поступление импульсов кварцевой частоты из блока 32 в блок 31.

Отрицательный фронт со второго выхода триггера 37 (фиг. 2) запускает цепочку из трех последовательно соединенных блокинг-геператоров задержки 38-40. По сигналу с блокинг-генератора 38 осуществл етс  считывание информации о времени прохождени  фиксированного угла. Импульс с блокинг-генератора 39 сбрасывает в нуль счетчик времени .

Импульс с блокинг-генератора 40 возвращает триггер 37 в исходное состо ние дл  формировани  начала следующего измерени  времени прохождени  углового интервала, конец которого вновь определитс  импульсом, приход щим на триггер 37 с блока 29.

Врем  задержки импульса, приход щего на блокинг-генератор 38 с триггера 37 и приход щего вновь на триггер с блокинг-генератора 40 составл ет 10 мк/сек. Таким образом происходит прив зка измер емых интервалов один к другому, то есть конец предыдущего интервала  вл етс  началом следующего. Измерение угловой скорости происходит до тех пор, пока не заполнитс  емкость блока реверсивного счетчика угла 29 (фиг. 1), который после переполнени  выдает команду на прекращение измерени  в блок автоматики 30. Блок пам ти 33 регистрирует информацию, содержащуюс  в блоке измерени  интервалов времени 31. Сигпалы с блока пам ти 33 поступают в блок 36, где информаци  измер емого времени в дес тичном коде печатаетс  на ленте. Одновременно информаци  об измер емом времени прохождени  углового интервала показываетс  в блоке индикации 35.

Предмет изобретени 

Claims (2)

1. Устройство дл  измерени  малых угловых скоростей, содержащее интерферометр, блок обработки сигналов интерферометра и блок регистрации сигналов, отличающеес   тем, что, с целью повышени  точности измерени  средней скорости и автоматизации процесса измерени , оно снабжено датчиком разрешени  начала отсчета, выполненным в виде фотоприемника, системы зеркал дл  направлени  светового луча на фотоприемник и двух диафрагм, одна из которых закреплена на неподвижной части интерферометра, а друга - на подвижной таким образом, что в исходном положении щели диафрагмы расположены в одной вертикальной плоскости.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что в него введен блок автоматики, состо щий из трех последовательно соединенных блокинг-генераторов задержки и триггера формировани  строб-импульса по длительности, образующих замкнутый контур так, что выход третьего блокинг-генератора подключен к первому входу триггера, к которому подключен также выход блока формировани  сигналов, второй вход триггера подключен к выходу бло ка реверсивного счетчика угла, а выход триггера подсоедииен ко входу блока измерени 

интервалов времени, выход которого подключен ко входу блока пам ти, к другому входу блока пам ти подключен выход первого блокинг-генератора , а к нулевой шине блока измерени  интервалов времени подключен выход

второго блокинг-генератора.