Способ измерения амплитуд синусоидальных механических колебаний

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СЕИДEVEIlbCTBY

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 03.111.1 64 (¹ 885917/26-10) Кл. 42с, 42 с присоединением заявки №

Государственный комитет flo делам изобретений и открытий СССР

МПК О Olh

УДК 534 08(088 8) Приоритет

Опубликовано 22Х1.1965. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 26Х11.19á5

Автор изобретения

Заявитель

В. Я, Бараш

Всесоюзный научно-исследовательский институт Государствен комитета стандартов, мер и измерительных приборов )) :. н)., СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУД СИНУСОИДАЛЬНЫХ

МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ где

Подписная группа № 165

Известны интерференционные способы измерения амплитуд синусоидальных механических колебаний порядка десятых долей микрона путем фотоэлектрического преобразования движущихся пнтерференционных полос двухлучевой интерференции монохроматического света в электрическое напряжение.

Однако в известных способах не учитывается погрешность, вызываемая нестаоильностью интерференционной установки, основной причиной которой явл"";åòñÿ тепловое изменение размеров различных частей установки, приводящее к изменснию расстояния между зеркалами. Тепловой дрейф зеркал особенно значителен в установках для градуировки виброизмерительной аппаратуры в широком диапазоне частот, так как при возбуждении вибратора на различных частотах его тепловой режим значительно меняется.

Описываемый способ позволяет повысить точность измерений путем исключения влияния нестабильности установки, что достигается тем, что на экране осциллографа производят измерение параметров кривой выходного напряжения фотоумножителя: числа максимумов и минимумов в течение одного полупериода колебания, соответствующего целому числу полуволн, на которое переместились пнтерференционные полосы, и величин отрезков, соответствующих дробной части полуволны применяемого света, и вычисляют амплитуду вибрации по следующей формуле: !

>—

))

С— а к + are sirr + агс sin

А= 2 )2 )

8к

k †- — число экстремумов за один полуперпод колебания; а — отрезок по шкале осциллографа между максимумом и минимумом освещенности;

b и с — вертикальные отрезки по шкале осциллографа, соответствующие дробной части полуволны;

Х вЂ” длина волны применяемого света, В способе используется двухлучевая интерференция.

Устройство для осуществления способа

20 включает подвижное зеркало, укрепленное на вибраторе, осциллограф, неподвижное зеркало, щель, фотоумножитель, катодный повторитель и микрометрический винт. Движущаяся интерференционная картина через щель по25 дается на фотоумножитель, с выхода которого электрический сигнал подается на катодный повторитель фотоумножителя и далее на осциллограф.

На чертеже изображена кривая, представляЗО ющая собой выходной электрический сигнал фотоумножителя, получаемый на экране осциллографа.

Моменты 1 и 2 соответствуют крайним положениям интерферснционных.полос. Наличие м пни му ма а и м акси мума 4 свидетельству ет о минимальной и максимальной освещенности щели 5. Наличие двух экстремумов в течение полупериодг колебания полос соответствует

Х перемещению их на . Для определения пе- )p ремещения полос сверх одной полуволны на экране осциллографа измеряют отрезки а, b, с. Полученные значения подставляют в приведенную выше формулу и вычисляют амплитуду.

Тепловой дрейф установки приводит к изменению величины отрезков О и с.

Поскольку амплитуда колебания остается

-неизменной, отрезки b и с изменяются таким образом, что уравнение удовлетворяется независимо от того, при каких значениях отрезков

b, с производились измерения.

Способ используется при градуировке виброизмерительной аппаратуры в диапазоне частот 1000 †300 гц, для контроля амплитуд колебаний калибровочных вибростендов.

Предмет изобретения

Способ измерения амплитуд синусопдальных механических колебаний путем фотоэлектрического преобразования движущихся интерферснционных полос двухлучевой интерференции монохроматического света в электрическое напряжение, подаваемое на осциллограф, отлитгощийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения влияния нестабильности установки — дрейфа зеркал, по шкалам экрана осциллографа производят измерение параметров кривой выходного IIBIIpll?KcHHH фотоумножителя: числа максимумов и минимумов в течение одного полупериода колебания, соответствующего целому числу полуволн, на которое переместились интерферснционные полосы, и величины отрезков соответствующих дробной части полуволны света, и по полученным данным вычисляют амплитуду вибрации по следующей формуле:

2 а;

С вЂ”, в а к-.+ агс з1п „, +агс sin

А—, г где: А — число экстремумов за один полупериод колебания; а — отрезок по шкале осциллографа между максимумом и минимумом освещенности;

b и с — вертикальные отрезки по шкале осциллографа, соответствующие дробной части полуволны;

Х вЂ” длина волны монохроматического света.

Составитель Л. А. Колюбахина

Редактор Б. C. Нанкина Текред Ю. В. Баранов Корректор M. И. Козлова

Заказ !632!5 Тираж 650 Формат бум. 60; 90, а Объем 0,16 изд. л. Цена 5: коп.

ЦН1 1ИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Цеп1р, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2