Оптический виброметр Советский патент 1983 года по МПК G01H9/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении параметров колеблющихся объектов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является оптический виброметр, содержащий источник излучения и последовательно установленные по ходу его луча коллиматор, аяаф/рагмы и два фотоприемника | I.

Недостатком указанного) технического решения является недостаточная точность измерений из-за увеличения массы колеблющегося объекта за счет укрепления на нем зеркала.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что оптический виброметр, содержащий источник излучения и последовательно установленные по ходу eix) луча коллиматор, диафрагмы и ;ша фотодриемника, снабжен последовательно устаювленными по ходу луча между коллиматором и диафрагмами оптически связанными микроскопом и электронно-оптическим преобразователем, инвертором Иинтегратором, выходом подключенным к отклоняющей системе электронно-оптического преобразователя, первым входом - к первому из фотоприемников, вторым через инвертор - к второму.

На чертеже изображена структурная схема оптического виброметра.

Виброметр содержит источник 1 излучения, последовательно установленные по ходу его луча 2 коллиматор 3, диафрагмы 4 и 5 и два фотоприемника 6 и 7. Между коллиматором 3 и диафрагмами 4 и 5 установлены оптически связанные микроскоп 8 и электронно-оптичеокий преобразователь 9. -Кроме того, виброметр содержит инвертор 10 и интегратор Невыходом подключенный к отклоняющей системе 12 электронно « / оптического преобразователя 9, первым входом - к первому фотоприем нику 6, ВТО1ЫМ через инвертор 1О - к второму фотоприемнику 7.

Оптический виброметр работает следующим образом.( Отверстия щелевых диафрагм 4 и 5 размещены таким образом, чтобы на них были спроецированы примыкающие друг . к другу участки на экране электроннооптического преобразователя 9. Система автоматического регулирования, включающая инвертор 1О и интегратор 11, устанавливает на экране электроннэ-оптичеокого преобразователя 9 границу раздела между темной частью изображения и областью с переменной яркостью на линии начала отсчета.

В результате область с переменной яркостью размещена на экране таким образом, что одна из границ всегда находит ся на линии начала отсчета.

Для удобства считывания амплитуды вибрации на экран нанесены деления амплитуды колебаний исследуемого объекта. Колеблющийся непрозрачный в оптическом диапазоне исследуемый объект устанавливается между коллиматором 3 и микроскопом 8 таким образом, что его грань частично перекрывает луч 2, распрострашпощийся от источника 1 излучения через коллиматор 3. Грань объекта находится в тюле зрения микроскопа 8 V. проектируется им на фотокатод (на чертеже не показан) электронно-оптического преобразователя 9. Изображение, формируемое на фотокатоде, в случае отсутствия колебаний объекта состоит из свет лой и темной частей с одной границей раздела между ними. При колеблющемся объекте между светлой и темной частями изображения размещается область с пе ременной освещенностью, ширина которой 0 характеризует амплитуду колебаний.

Изображения грани колеблющегося объекта с экрана электронно-оптического преобразователя 9 проектируются линзами (на чертеже не показаны) на плоо5 кость щелевых диафрагм 4 и 5 и смещены друг относительно друга в направлении щирины щели на расстояние, не превышающее ее ширины. В установившемся режиме колебаний в плоскости 0 диафрагмы 4 находится темная область и на фотоприемнике 6 нет сигнала, а в плоскости диафрагмы 5 находится область с переменной освещентостью и на втором фотоприемнике 7 существует сигнал. 5 Преобразованный фотоприемником 7 сигнал через инвертор 10 не проходит через интегратор 11 и на отклоняющей системе 12 электронно-оптического преобразователя 9 напряжение поддерживается не0 изменнъш. В результате на экране электронно-оптического преобразователя 9 изображение не смещается относительно начала отсчета.В случае размещения объекта относительно микроскопа 8 таким образом, что изображение на фотокатоде электроннооптического преобразователя 9 в установившемся режиме на отклоняющей системе 12 дает смещение относительно лиНИИ начала отсчета, границы pasoe ia меж ду темной частью изображенияи обпа1сть с переменной яркостью имеют два вариан та. В варианте на оба отверстия щелевых диафратг 4 и 5 спроеаировава темная часть изображения, тогда на вы содах фотоприемников 6 и 7 сигналов нет. По Мере движения исследуемого объ екта в плоскость отверстия диафраплы 4 поступает сигнал с переменной осве шенводтью и на фотопрвемнике 6 появ ляется сигнЕШ, лроходяпшй яереэ першый вход интегратора 11 на отклоняющую систему 12 электронно-оптического преобразователя 9, в результате чего напря жение на выходе интегратора 11 и на отклоняющей системе 12 меняется, что вызывает движение изображения на экране электронно-оптичеокохх преобразователя 9. Изменение напряжения происходит до затемнения плоскости отверстия диафра17 1ы 4. И как только изображе(ше сйроеиируется в плоскость отверстия дта. фрагмы 5, движение прекращается. Ва ътором варианте , когда в плоо кости обеих аяафрагм щюеекруегся взо бражение, происходит обратное изменение освещенности и движение воображения на экране электрои1ю-оптического преобразователя 9 направлено в другую сторону. Таким образом, иеэависимо от раэцещения границы раздела на фотокатоде лектроншх птическогр преобразователя 9, граница начала отсчета на его акране всегда установлена в одном и том же месте. ИспольэованЕЮ предлагаемого изобретения позволяет повысить точность измерения за счет исключения погрешностей, связанных с изменением массы колебщрщегося исследуемого объекта, так как измерения происходат без механических контактов с колеблющимся объектом, а автоматическая установка изображешя иа экране на линию нач&.га отсчета упрощает и ускоряет процесс измереняй.

ОПТИЧЕСКИЙ ВИБРОМЕТР, содержащий источвнк излучения и поспет довательво уставовлевиые по ходу его луча коллиматор, и для фотоприемника, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен 1юследовательво установленными по ходу луча между коллиматором и диа4 | агмами оптически связанными микроскопсы и электронвооптическим преобразователем, .инвертором и интеграторсяд, Евыходом подключенным к отклоняющей- системе электронно-опт ческого преобразователя, пе1шый входом к перзсму из фотоприемников, вторым через инвертор - к второму. (Л 1 Г IN9 О OQ Ч