1one
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при исследовании свойств пьезоэлектрических и магнитострикционных материа- 5 лов.The invention relates to a measurement technique and can be used in the study of the properties of piezoelectric and magnetostrictive materials.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл измерени фазочастотных характеристик механических колебаний,о содержащее источник излучени , вибратор , генератор, подключенный к вибратору , фазометр, регистратор, подключенный к выходу фазометра, переключатель сигналов с генератора и. вибрато- д ра на первый вход фазометра, интерференционную схему, вк.пючающую свето.целитель , опорное.зеркало, подвижный по ходу луча отражатель, предназначенный дл закреплени на исследуемом 20 объекте, и фотоприемник, соединенный выходом со вторым входом фазометра jji..The closest in technical essence to the present invention is a device for measuring the phase-frequency characteristics of mechanical oscillations, about containing a radiation source, a vibrator, a generator connected to a vibrator, a phase meter, a recorder connected to the output of the phase meter, a switch of signals from the generator and. a vibrator for the first input of the phase meter, an interference circuit, a switching light. a reference mirror, a reflector moving along the beam, designed to be fixed on the object under study, and a photodetector connected by an output to the second input of the jji phase meter.
Однако с помощью такого устройства нельз измер ть взаимную коррел - 25 цию фаз механических колебаний пс двум координатам, кроме того, оно имеет значительную погрешность вследствие ограниченного частотного диапазона и его дискретности.JQHowever, using such a device, it is impossible to measure the mutual correlation of the 25 phases of mechanical oscillations of ps to two coordinates, and, moreover, it has considerable error due to the limited frequency range and its discreteness.
Цель изобретени - измерение взаимной коррел ции фаз механических колебаний по двум координатам и уменьшение погрешности.The purpose of the invention is to measure the mutual correlation of the phases of mechanical oscillations in two coordinates and reduce the error.
Это достигаетс тем, что грань подвижного по ходу луча отражател , параллельна лучу, выполнена зеркальной, устройство снабжено трем установленными в интерференционную схему пол ризаторами , первый из которых стоит между светоделителем и фотоприемником, второй - между светоделителем и опорным зеркалом, третий - между светоделителем и подвижным по ходу луча отражателем , последовательно установленными между источником излучени и светоделителем электрооптическим элементом с электрическим генератором, четвертьволновой пластиной и светоделительным кубиком, дополнительной интерференционной схемой, включающей опорное зеркало, светоделитель, два зеркала, фотоприемник и три пол ризатора , первый из которых установлен между светоделителем и фотоприемником, второй - между светоделителем и опорным зеркалом, третий - между двум зеркалами, двум электрическими цеп ми одна из которых включает последовательно соединенные дискриминатор и усилитель, выход которого подключен к одному из входов фазометра,.а вход дискриминатора - к выходу фотоприемника основной интерференционной схемы , друга цепь вклйчает последоватёльно соединенные дискриминатор, уси литель и фазометр, другой вход которого подключен к первому входу основного фазометра, выход - к другому вхо ду регистратора, а вход усилител поД ключен к выходу фотоприемника дополнительной интерференционной схемы. На чертеже дана схема устройства. Устройство содержит источник 1 излучени , вибратор 2, генератор 3, под ключенный к вибратору, фазометр 4 и регистратор 5, подключенный к выходу фазометра, .переключатель 6 сигналов с генератора 3 и вибратора 2 на первый вход фазометра 4, интерференционную схему, включающую светоделитель 7, опорное зеркало 8, подвижный по ходУ луча отражатель 9, предназначенный дл закреплени на исследуемом объекте 10, и фотоприемник 11, соединенный выходом со вторым входом фазометра 4. Грань подвижного по ходу луча отражател 9, параллельна лучу, выполнена зеркальной. Устройство снабжено трем пол ризаторами 12, 13, 14;, установлен ными в интерференционной схеме, один из которых 12 стоит между светоделите лем 7 и фотоприемником 11, другой 13- между светоделителем 7 и опорным зеркалом 8, третий 14 - между светоделителем 7 и подвижным по ходу луча отражателем 9. Электрооптический элемент 15 с электрическим генератором Г6,четвертьволнова , пластина 17 и све тоделительный кубик 18 последовательно установлены между источником 1 излучени и светоделителем 7. Устройство снабжено дополнительной интерференционной схемой, включающей опорное зеркало 19, светоделитель 20, два зеркала 21 и 22, фотоприемник 23 и три пол ризатора 24, 25, 26, один из которых 24 установлен между свето-г делителем 20 и фотоприемником 23, дру гой 25 - между светоделителем 20 и опорным зеркалом 19, третий 26 - между двум зеркалами 21 и 22. Устройство содержит две электрические цепи, одна из которых включает последовател но соединенные дискриминатор 27 и уси литель 28, выход которого подключен к одному из входов фазометра 4, а вход дискриминатора 27 - к выходу фотоприемника 11 основной интерференционной схемы; друга цепь включает последовательно соединенные дискриминатор 29, усилитель 30 и фазометр 31, другой вход которого подключен к пер вому входу основного фазометра 4, выход - к другому входу регистратора 5, а вход усилител 30 подключен к выходу фотоприемника 23 дополнительной интерференционной схемы. Устройство работает следующим образом . Свет от источника 1 излучени , прошедший через электрооптический элемент 15, преобразующий одночастотное излучение в двухчастотное, на выходе которого расположена четвертьволнова пластина 17, направл етс на светоделительный кубик 18, где он делитс на два луча, которые проход т на светоделители 7 и 20. Электрооптический элемент 15 пита- етс от электрического генератора 16, который выдает два синусоидальных сигнала, сдвинутых по фазе на 90. Пройд через светоделители 7, 20 и пол ризаторы 13, 25, составл юща с;вета с частотой бо + сг проходит на опорные зеркала 8, 19, а составл юща света с частотой ci) дроходиТ на подвижный по ходу луча отражатель 9, закрепленный на исследуемом объекте 10, установленном на вибраторе 2, через пол ризаторы 14, 26 и систему зеркал 21, 22. Если объект 10 измерени колеблетс с частотой сОо , тогда частота измен етс за. счет эффекта Допплера (со - частота излучени источника Л - величина, на которую измен етс частота излучени источника в электрооптическом элементе бОо - кругова частота колебаний вибратора). Пол ризаторы 12 и 24 позвол ют выделить интерференционную картину, полосы которой перемещаютс с частотой Я , что вызывает, переменный фототок в фотоприемниках 11 и 23, выходные сигналы которых поступают на дискриминаторы 27 и 29, на выходе которых воспроизвод тс аналоговые сигналы, пропорциональные скорости колеблющегос объекта по двум координатам. Эти сигналы, пройд через усилители 28 и 30, поступают на один из входов фазометров 4 и 31, с выходов которых сигналы поступают на регистратор 5. Основным преимуществом изобретени вл етс возможность анализа взаимной коррел ции фаз механических колебаний объекта, а также уменьшение погрешности измерений. формула и-зобретени Устройство дл измерени фазочас тотных характеристик механических колебаний , содержащее источник излучени , .вибратор, генератор, подключенный к вибратору, фазометр, регистратор , подключенный к выходу фазометра , переключатель сигналов с генератора и вибратора на первый вход фаг зометра, интерференционную схему, включагоцую светоделитель, опорное зеркало , подвижный по ходу луча стражагель , предназначенный дл закреплени а исследуемом объекте, и фотоприемник , соединенный выходом со вторымThis is achieved by the fact that the face of the beam moving along the beam, parallel to the beam, is mirrored, the device is equipped with three polarizers installed in the interference scheme, the first of which stands between the beam splitter and the photoreceiver, the second between the beam splitter and the reference mirror, the third between the beam splitter and a beam moving along the beam, successively installed between the radiation source and the beam splitter, an electro-optical element with an electric generator, a quarter-wave plate and a splitting cube, an additional interference circuit including a reference mirror, a beam splitter, two mirrors, a photodetector and three polarizers, the first of which is installed between the beam splitter and the photoreceiver, the second between the beam splitter and the reference mirror, the third between two mirrors, two electrical circuits one of which includes serially connected discriminator and amplifier, the output of which is connected to one of the phase meter inputs, and the discriminator input - to the photodetector output of the main interfer translational circuit, another circuit connected vklychaet posledovatolno discriminator Wuxi numerator and phase meter, the other input of which is connected to the first input of the main phase meter, the output - to the other row WMOs recorder and the input of amplifier turnkey to the output of the photodetector circuit further interference. The drawing is a diagram of the device. The device contains a radiation source 1, a vibrator 2, a generator 3 connected to the vibrator, a phase meter 4 and a recorder 5 connected to the output of the phase meter, a switch 6 of the signals from the generator 3 and the vibrator 2 to the first input of the phase meter 4, an interference circuit including the splitter 7 , a support mirror 8, a reflector 9 moving along the beam path, designed to be fixed on the object under study 10, and a photodetector 11 connected by an output to the second input of the phase meter 4. The face of the reflector beam moving along the beam parallel to the beam is a mirror oh. The device is equipped with three polarizers 12, 13, 14; installed in the interference scheme, one of which 12 stands between the beam splitter 7 and the photodetector 11, the other 13 between the beam splitter 7 and the reference mirror 8, the third 14 between the beam splitter 7 and the movable along the beam by the reflector 9. Electro-optical element 15 with the G6 electric generator, quarter-wave, plate 17 and beam-splitting cube 18 are successively installed between the radiation source 1 and the beam splitter 7. The device is equipped with an additional interference circuit, a supporting mirror 19, a beam splitter 20, two mirrors 21 and 22, a photodetector 23 and three polarizers 24, 25, 26, one of which 24 is installed between the light divider 20 and the photoreceiver 23, the other 25 between the beam splitter 20 and the reference the mirror 19, the third 26 — between two mirrors 21 and 22. The device contains two electrical circuits, one of which includes a discriminator 27 and an amplifier 28 connected in series, the output of which is connected to one of the inputs of the phase meter 4, and the discriminator input 27 to the output photodetector 11 of the main interference circuit; The other circuit includes a discriminator 29 connected in series, an amplifier 30 and a phase meter 31, another input connected to the first input of the main phase meter 4, an output to another input of the recorder 5, and an input of amplifier 30 connected to the output of the photodetector 23 of the additional interference circuit. The device works as follows. The light from the radiation source 1, transmitted through the electro-optical element 15, which converts single-frequency radiation into two-frequency, the output of which is a quarter-wave plate 17, is directed to the beam-splitting cube 18, where it is divided into two beams, which pass to the beam splitters 7 and 20. Electro-optical element 15 is powered by an electric generator 16, which generates two sinusoidal signals that are shifted in phase by 90. Pass through the beam splitters 7, 20 and polarizers 13, 25, which pass through the frequency bo + cr. The mirrors are 8, 19, and the component of the light is at a frequency ci) droid to the reflector 9 moving along the beam, mounted on the object under study 10, mounted on the vibrator 2, through polarizers 14, 26 and a system of mirrors 21, 22. If the object is 10 The measurement fluctuates with the frequency of CoO, then the frequency changes in. the counting of the Doppler effect (co - radiation frequency of the source L - the amount by which the frequency of the radiation of the source in the optic element of the boo varies - the circular frequency of the vibrator oscillations). Polarizers 12 and 24 allow you to select the interference pattern, the bands of which move with the frequency I, which causes a variable photocurrent in the photodetectors 11 and 23, the output signals of which are fed to the discriminators 27 and 29, the output of which reproduces analog signals proportional to the speed of the oscillating object in two coordinates. These signals, passed through amplifiers 28 and 30, are fed to one of the inputs of phase meters 4 and 31, from whose outputs the signals go to recorder 5. The main advantage of the invention is the possibility of analyzing the mutual correlation of the phases of the mechanical vibrations of the object, as well as reducing measurement errors. Invention formula A device for measuring the phase-frequency characteristics of mechanical oscillations containing a radiation source. A vibrator, a generator connected to a vibrator, a phase meter, a recorder connected to the output of the phase meter, a switch of signals from the generator and the vibrator to the first input of the phage meter, the interference circuit, including a beam splitter, a support mirror, a guard along the beam moving along the beam, designed to be fixed in the object under study, and a photodetector connected by an output to the second