Способ измерения амплитуды колебаний

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитуды колебаний корпусов двигателей, биения валов, вибрации элементов различных конструкций. Цель изобретения - повышение точности измерений . Пучок коллимированного излучения направляют на кромку контролируемого объекта и перемещают его, например, при помощи поступательного перемещения зеркала , установленного по ходу излучения наклонно к оси пучка. Смещают пучок так, чтобы его ось касалась кромки объекта последовательно в крайних точках колебания. Величину смещения регистрируют по моментам уменьшения в два раза амплитуды излучения, промодулированного объектом, например при помощи фотоприемника, установленного в ходе промодулированного излучения. Амплитуда колебаний контролируемого объекта равна половине величины зарегистрированного смещения пучка излучения , 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕпНЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4875096/28 (22) 06.08.90 (46) 30.10.92. Бюп. N. 40 (72) В.H,Яковкин (56) Авторское свидетельство СССР

М 896393, кл. 6 01 В 1/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

hL 1223029, кл, G 01 В 11/00, 1986, Авторское свидетельство СССР

М 890069, кп. G 01 В 11/00, 1981. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ

КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитуды колебаний корпусов двигателей, биения валов, вибрации элементов различных конструкций. Цель изо-.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитуды колебаний корпусов двигателей, биения валов, вибрации элементов различных конструкций.

Известны способы измерения амплитуды колебаний, основанные на освещении контролируемого объекта и анализе промодулированного объектом и проходящего либо отраженного излучения.

Из них наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения амплитуды колебаний, по которому пучок излучения направляют на щелевую маску, скрепленную с контролируемым объектом; смещают кромку основного элемента отсечения, чтобы в оптический визир была видна только вибрирующая кромка щелевой маски; затем дополнительным

„„ Ы„„1772634 А1 (я)э G 01 Н 9/00, G 01 В 11/00 бретения — повышение точности измерений. Пучок коллимированного излучения направляют на.кромку контролируемого объекта и перемещают его, например, при помощи поступательного перемещения зеркала, установленного по ходу излучения наклонно к оси пучка. Смещают пучок так, чтобы его ось касалась кромки объекта последовательно в крайних точках колебания.

Величину смещения регистрируют по моментам уменьшения в два раза амплитуды излучения, промодулированного объектом, например при помощи фотоприемника, установленного в ходе промодулированного излучения. Амплитуда колебаний контролируемого объекта равна половине величины зарегистрированного смещения пучка излучения, 1 ил. элементом отсечения ограничивают световой поток с противоположной стороны. По величине выходного фототока, используя данные калибровки, определяют амплитуду колебаний, Недостаток этого способа — низкая точность измерения из-за несовершенной однородности светового потока по сечению, нестабильности светового потока во времени, наличия погрешностей в преобразовании положении элементов отсечения в фототок, обусловленных нелинейн остью фотоприемника.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет перехода от измерения фотометрических характеристик к измерению геометрических параметров.

Указанная цель достигается тем, что по способу. заключающемуся в том, что на1772634 правляют пучок излучения в зону колебаний контролируемого абьекта и принимают излучение. промодулираванное контролируемым объектом, согласно изобретения, смещают пучок излучения, регистрируют положения пучка при касаниях его оси с объектом в крайних точках колебания и по эарегистрировайнай величине смещения пучка судят аб амплитуде колебаний.

На чертеже представлена принципиальная схема устройСтва, реализуемого способ измерения амплитуды колебаний.

Устройство содержит источник 1 параллельного пучка излучения (лазер), коллиматор 2, зеркало 3, перемещаемое поступательно с помощью микрометрического винта 4, с нониусной шкалой 5 для измерения перемещений зеркала 3. Угол падения пучка излучения на зеркала вйбирают достаточно острым (например 450), При этом поступательное движение зеркала 3 обеспечивает параллельное смещение отраженного им пучка. Расположение зеркала

3 и микрометрическога винта 4. выбирают таким. чтобы направление смещения зеркала 3, ось пуска и направление колебаний находились в одной плоскости (здесь — в плоскости чертежа), По ходу отраженного от зеркала 3 пучка располагают контролируемый колеблющийся обьект 6 так, чтобы пучок касался его кромки 7 и попадал на фатоприемник 8.

Амплитуду колебаний обьекта 6 определяют следующим образом. Пучок коллимираванного излучения ат источника 1 направляют на зеркало 3, которое отклоняет его в сторону контролируемого объекта 6.

С помощью микрометрическага винта 4 смещают зеркала 3 так, чтобы пучок излучения касался кромки 7 в нижнем крайнем пало>кении обьекта 6. Момент касания устанавливают по уменьшению фототока с фотоприемника S>,.Hà который попадает излучение, промадулированное обьектом 6, При этом регистрируют положение пучка па показанию наниусной шкалы 5 микраметрическога винта 4. Затем перемещают зеркало . 3,обеспечивая касание пучком кромки 7 абьекта 6 в верхней крайней точке колебаний и снова регистрируют положение пучка моменту уменьшения фототака. Таким образом модуляция пучка осуществляется только в крайних положениях колеблющегося обьекта 6, à процесс измерения амплитуды колебаний сводится к определению смещения светового пучка иэ одного измерительного положения в другое, при этом амплитуда колебаний составляет половину расстояния между этими измерительными положениями. Поскольку реальный пучок имеет конечную ширину, измерительные положения пучка регистрируют па моменту касания с кромкой 7 обьекта 6 на границы пучка, а его аси. Этот момент в случае осесимметричного по интенсивности пучка устанавливают по уменьшению амплитуды фатотока в два раза.

В устройстве, реализующем данный способ, расстояние между двумя измерительными положениями луча определяют па смещению зеркала 3 с помощью нониуснай шкалы 5 микраметрического винта 4. Поперечное смещение В зеркала 3, равное перемещению- микрометрического винта

4 приводит к смещению пучка на величину

h = 2ф э1п ф, где р — угол падения пучка излучения. на зеркало 3. Амплитуда колебаний равна полавине величины эврегестрирован ного смещения пучка излучения.

При формировании светового пучка необходима обеспечивать em минимальную ширину в направлении контролируемых колебаний. Реально достижимо сжатие пучка до 5 мкм. Эта величина определяет точность измерений по данному способу. . Способ позволяет повысить точность измерений амплитуды колебаний за счет перехада от измерения амплитуды.фототака непосредственно к изменению величины перемещений, чта исключает погрешности, связанные с промежутачнымвпреобразованиями.

Формула изобретения

Способ измерения амплитуды колебаний, заключающийся в там, чта направляют пучок излучения.в зону колебаний контролируемога объекта и принимают излучение, прамадулированнае контролируемым абьектом,отл ича ющийс я.тем, чтас целью повышения точности измерений; смещают

50 пучок излучения, регистрируют положение об амплитуде колебаний пучка при касаниях его аси с абьектам в крайних точках колебания и па зарегистри55 раванной величине смещения пучка судят

1772634

Составитель С.Грачев

Техред M.Moðãåíòàë

Корректор А.Мотыль

Редактор

Заказ 3838 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

1 Производственно-издательский комбинат "Патент",.г. Ужгород, ул.Гагарина, 101