Устройство для контроля параметров вибраций одномерных тел Советский патент 1986 года по МПК G01B11/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров вибраций, например, оптических волокон, штыревых антенн с помощью оптических средств. .

Целью изобретения является повьше ние точности контроля путем устране- нця элементов, скрепляемых с объекто И:являюйщхся ИСТОЧНИКОМ воздействий, искажающих закон движения объекта контроля.

На фиг. 1 изображена принципиаль- тая схема устройства; на фиг. 2 - положение- диафрагмь и контролируемого объекта в плоскости, перпендикулярной оси устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, установленные последовательно по ходу излучения конденсор 2, диафрагму 3, проекционный объектив 4 и светоделительную полупрозрачную пластину 5, два плоских зеркала 6 и 7, установленные по ходу пучков, идущих от пластины и ориентированные таким образом, что нормали зеркал и пластины компланарны, а изображения. 8 и 9 диафрагмь, образованные пучками, отраженными от зеркал, пересекаются, два фотоприемника 10 и 11, установленных по ходу пучков, отраженных зеркалами, за плоскостями изображений диафрагмы, и блок 12 электронной обработки сигнала, электрически связанный с выходами фотопри- емников. Для эффективного использования потоков излучения между плоскостя ми изображений диафрагмы и фотоприем- никаьш могут быть установлены конденсоры 13 и 14. Диафрагма 3 имеет отверстие треугольной формы (фиг.2) и ориентирована таким образом, что одна из сторон отверстия перпендикулярна плоскости отражения осев.ого луча источника 1 полупрозрачной пластиной 5. Одномерное тело 15 ориентировано вдоль линии пересечения плоскостей изображений диафрагмы. Объектив 4 пластина 5 и зеркала 6 и 7 образуют двухканальную проекционную систему.

Устройство работает следукицим образом. .

Пучок излучения от источника 1.. проходя через конденсор 2 ji диафраг- му 3, падает через объектив 4 на полупрозрачную пластину 5. Часть пучка отражается и падает на зеркало 6,. а часть проходит и падает на зерка

ло 7, причем два изображения 8 и 9 диафрагмы формируются в.двух взаимно перпендикулярных плоскостях в области колебаний одномерного тела 15. Световые потоки, модулированные перемещением одномерного тела, собираются конденсорами 13 и 14 на фотоприемни- ки 10 и 11, сигналы с которых поступают в блок 12.электронной-обработки

сигнала, представляющий собой двумер- ный координат.ограф.

В предлагаемом устройстве изменение одной из координат одномерного тела 15 преобразуется в изменение

светового потока, поступающего на соответствующий фотоприемник . Это лизуется применением неподвижной диафрагмы треугольной формы, с помощью которой в области колебаний одномерного тела 15 формируются изображения, освещенности которых изменяются по линейному закону от; каждой из двух взаимно перпендикулярных координат, а модуляция светового потока в пространстве изображения диафрагмы осуществляется колеблющимся одномерным телом. При равномерной освещенности диафрагмы в случае соблюдения принципов геометрической оптики на

каждьй из фотоприемников поступает световой поток:

где

.(х) е,(5-), €о

СО,

S 1/2-h-l .

4

освещенность в изображении диафрагмы; площадь изображения; площадь, перекрьюае- мая одномерным телом; диаметр одномерного тела;

В случае d л 1 площадь, перекрываемая одномерным телом, зависит от расстояния его центра до начала диафрагмы X по закону: . . dhx/l

Тогда выражение (1) преобразуется к вщу:. .

()(р(х)4еоЬб-е

dh

2-0 -о g

W

(2) переКак следует из выражения менный световой поток

.(x) e dhx/l.

пропор1даонален смещению одномерного тела 1Г Данный световой поток вызывает электрический сигнал на выход фотоприемника, который затем поступает из входов координатографа.

Формула и зобретения Устройство для контроля параметров вибраций одномерных тел, содержащее источник излучения, установлен-. :ные последовательно по ходу излуче- ., ния конденсор и диафрагму, фотоприемник и электронный блок обработ-. ки сигнала, электрически связанный с выходом фотоприемника, о т л и- чающееся тем, что, с целью повьшения точности контроля, оно снабжено проекционной системой, установленной по ходу лучей, идущих от диафрагмы, и включающей объектив, светоделитель, выполненный в виде .полупрозрачной пластины, и два дшос- ких зеркгша, расположенные по.ходу

фиг./

пучков, идущих от пластины и ориентированных таким образом, что нормали зеркал и пластины компланарны, а изображения диафрагмы, образованные пучками, отраженными от зеркал, пересекаются, и вторым фотоприемни- ком, выход которого элJeктpичecки связан с электронным блоком обработки сигнала, фотоприемники установлены по ходу пучков, отраженных зеркалами за плоскостями изображений диафрагмы, причем диафрагма выполнена с отверстием треугольной формы и ориен- ;тировайа таким образом, что одна из сторон треугольника перпендикулярна плоскости отражения осевого луча полупрозрачной пластиной.

ю

и

(риг, 2

Изобретение относится к измерительной технике- и может быть использовано для определения параметров ; вибраций, например, оптических волокон, штьфевых антенн с помощью оптических средств. Целью изобретения является повьшение точности контроля путем устранения элементов, скрепляемых с объектом и являкнцихся источником воздействий, искажакнцих закон движения объекта контроля. Пучок излучения от источника, проходя через конденсатор и диафрагму, падает через объектив на полупрозрачную пластину. Часть пучка отражается и падает на зеркало, а часть проходит и йа- дает на другое зеркало, причем два пространственных изображения диафрагмы формируются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в области колебаний одномерного тела. Световые потоки, модулированнью перемещением одномерного тела, собираются конденсаторами на фотоприемники, сигналы с которых поступают на электронный блок обработки сигнала, представляющий собой двумерный координато- граф. 2 ил. to i4