Способ измерения вибрации и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01H9/00 G01B21/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при автоматических бесконтактных виброизмерениях.

Цель изобретения - повьшение точности измерений путем компенсации влияния колебаний интенсивности светового потока на сигнал фотопрнем- ника.

На чертеже представлена структурная схема, иллюстрирующая способ и yc-f-poftcTBo для измерения вибраций.

Структурная схема содержит последовательно установленные и оптически связанные оптический блок, предназначенный для формирования светового знака и состоящий из источника 1 света, экрана 2 с прорезью и объектива 3, отражающую поверхность 4, установленную на объекте измерений, диафрагму 5, в. которой имеется круглое от- вертие, и фотоприемник 6. Последовательно с фотоприемником 6 установ- лены и электрически связаны избирательный усилитель 7 первой гармоники и фазовьй детектор 8. С фотоприемником 6 также связаны последовательно установленные избирательный усилитель 9 второй гармоники, выпрямитель 10, пиковый детектор 11, инвертирующий вход сумматора 12 и блок 13 изменения яркости света, выход которого подключен к источнику 1 света. С неинв.ертирующим входом сумматора 1 связан генератор 14 опорного напряжеНИН. Выход генератора 15 модулирующего напряжения соединен с входом фазового детектора и, кроме того, через модулятор 16 связан с диафрагмой 5.

Способ реализуется в устройстве .следующим образом..

С помощью источника 1 света, экрана 2 и объектива 3 создается световой поток, который после отражения от поверхности 4 на объекте проецируется в плоскость диафрагмы 5 и фо- топ иемника 6 в виде светового знака соответствующего прорези в экране 2, например в виде светящейся полоски. Модулятор 16 согласно надряжению с генератора 15 модулирукицего напряжения производит сканирование | иафраг- мой 5 изображения светового знака в направлении .

При измерении колебаний объекта световой знак перемещается также

0

5

0

5

0

5

40

45

50

55

в направлении X , при этом сигнал фотоприемника 6 имеет спектр, содержащий кратные гармонические составляющие по отношению к частоте сканирования. Сигнал фотоприемника 6.п9сту - пает в избирательный усилитель 7 первой гармоники, детектируется в фазовом детекторе 8 и является вькодным сигналом измерений вследствие линейной (с учетом фазы) зависимости амплитуды первой гармоники от перемещений объекта.

Из сигнала фотоприемника 6 выделяется вторая гармоника с помощью избирательного усилителя 9 второй гармоники, амплитуда которой, полученная с вьшрямителя 10 в виде одно- полярного напряжения, поступает на пиковый детектор 11, после чег.о скла- дывается со знаком минус на сумматоре 12 с опорным напряжением с генератора 14.-Вторая гармоническая состав- ляющая имеет максимальное (пиковое) значение при нулевых смещениях объекта измерений, т.е. при нулевомj цен- , тральном положении изображения светового знака (или светового потока) по оси X и поэтому в указанных поло- . жениях пиковые значения амплитуды второй гармоники зависят только от интенсивности светового потока. При изменении в какую-либо сторону интенсивности светового потока, падающего на фотоприемник 6, изменяется в ту же сторону величина сигнала с пикового детектора 11, однако вследствие суммирования с отрицательным знаком на сумматоре 12 изменение сигнала последнего имеет место в противоположную сторону. Сигнал сумматора 12 поступает на блок 13 изменения яркости света, осуществляющий компенсацию помех в светооптйческом тракте путем изменения яркости источника 1 света. Сигнал генератора 14 выбирается рав-г ным по модулю сигналу пикового детектора 11 при соответствии сигнала последнего эталонному значению интен- сивности светового потока. Пиковый детектор 11 необходим для ввделения максимальных амплитуд (пиковых значений) второй га рмонической составляющей спектра сигнала фотоприемника 6 при прохождении светового знака че рез нулевое, центральное положение измерительного поля фотоприемника 6 с целью корректировки интенсивности светового потока.

Формула изобретения

1.Способ измерения вибраций, заключающийся в том, что световой поток, после отражения его от поверхности на --объекте проецируют в виде светового знака- на фотоприемник, модулируют св.етовой поток и преобразуют его в электрический сигнал, вьщеляют первую и вторую гармонические составляющие сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем компенса1Ц1И влияния колебаний инт.ен- (сивности светового потока на сигнал фотоприемника, измеряют текущие пиковые значения амплитуды второй гармонической составляющей, сравнивают их с эталонным значением, соответствующим эталонной величине интенсивности светового потока, по результату сравнения изменяют яркость источника света.

2.Устройство для измерения вибраций, содержащее последовательно установленные и оптически связанные оптический блок формирования светового знака, состоящий из последовательно установленных источников света, экрана с прорезью и объектива.

Редактор Н.Тупица Заказ 3385/40

Техред И.Попович . Корректор

Тираж 507Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

отражадяцую поверхность, устанавливаемую на объекте, диафрйгму и фотоприемник, электрически связанный с nor следовательно установленными избирательным усилителем первой гармоники и фазовым детектором, последовательно соединенные избирательный усилитель второй гapмoниkи и вьтрямитель, вход избирательного усилителя второй гармоники под1слючен к выходу фотоприемника, последовательно соединенные генератор опорного напряжения и неинвертирующий вход сумматора, последовательно установленные генератор модулирующего напряжения и модулятор, выход которого связ.ан с диафрагмой, выход генератора модулирующего напряжения связан также с вторым входом фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью повьше- ния точности измерений путем компенсации влияния колебаний интенсивности светового потока на сигнал фотоприемника, оно снабжено пиковым.детектором и блоком изменения яркости источника света, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход подсоединен к источнику света, вход пикового детектора соединен с выхотг-.. дом вьтрямителя, .а выход подключен к инвертирующему входу сумматора.

СоставительА.Куликов

Техред И.Попович . Корректор Л. Пилипеико.

Изобретение может быть использовано для автоматических бесконтактных виброизмерений. Повышение точности измерений достигается за счет формирования на поверхности объекта светового знака вьщеления из сигнала, соответствующего вйброперемещению, . второй гармоники с помощью избира- тельного усилителя, измерения пиковым детектором ее амплитудного значения и регулирования яркости источника света в соответствии с величи- , ной амплитуды второй гармоники. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. (Л С 00 со сл