Измеритель вибраций объекта,изменяющего дальность Советский патент 1986 года по МПК G01H1/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для контроля амплитуды и спектра вибраций объектов.

Цель изобретения - сохранение точности измерения при изменении дальности виброповерхности за счет выбора линейного участка рабочей характеристики каждой измерительной цепи.

На чертеже изображена блок-схема измерителя.

Измеритель вибрации объекта, изменяющего дальность, Ьодержит измеритель 1 с модулятором 2, приемник 3 излучения в виде матричного формирователя видеосигнала с М параллельными выходами, рассеивающую 4 и фокусирующую 5 системы, установленные соответственно между модулятором 2 и объектом (не обозначено) и между объектом и приемником 3, и систему N измерительных цепей (не обозначены), включающих последовательно соединенные фильтр 6, вход которого подключен к выходу приемника 3 излучения, калибратор 7 амплитуды, вспомогательный генератор и дополнительный калибратор 9 ампли туды и подключенный к модулятору 2 генератор 10, он снабжен М управляв мыми фазовращателями 11, включенным между дополнительными калибраторами амплитуды и генераторами 8 в М измерительных цепях, Н - М частотными детекторами 12, подключенными к выходам вспомогательных генераторов 8 в М- М измерительных цепях, частоты которых- выбираются из следующего соотношения:

h

3

D , 5,ТИ-- 1 мо1«с

е i

j MtlH

i,

минимальная из.М- М каналов частота измерительной цепи максимальная из М каналов частота измерительной цепи (выбирается, исходя,из заданной амплитуды вибрации махс относительная погрешность измерения дальности,

решающим блоком 13, входы которого дключены к выходам частотных де- ктороп 12, а выходы решающего блока

макс

АО

D

13 подключены к управляющим входам фазовращателей 11.

Измеритель работает следующим образом.

Источник 1 излучения, модулированный модулятором 2 с совокупностью дальномерных частот через рассеивающую систему 4, облучает поверхность объекта. Изображение объекта фокусируется системой 5 на приемник 3. Сигналы на выходах приемника 3, .число которых М I содержат колебания всех дальномерных частот. При этом дальномерные частоты N - М измеритель;- ных цепей i; существенно ниже, чем i , М измерительных цепей. Это поз

и б|

воляет подключить фильтры б,- к одному выходу приемника 3. Частоты Г-х (,Ml) и i -X (,N-M}) измерительных цепей выбираются из следующего соотношения:

йО . fjMHH 5,7(4.-l,,

5

5

где i

i

I,

i /иокс

0

йР Г

минимальная из N - М каналов частота измерительной цепи; максимальная-из М каналов частота измерительной цепи (выбирается, исходя из заданной амплитуды вибраций

MQxc.«,.c-i0.1

«клм погреш I.

относительная ность измерения дальности.

Каждый из фильтров 6 выделяет сиГ нал одной из частот, который через

0 калибратор 7 амплитуды сиихронизи- | рует вспомогательный генератор 8, а тот, в свою рчередь, через дополУ- нительный калибратор 9 амплитуды, а в М измерительных цепях и через

5 фазовращатель И сишсронизирует генератор 10. Каждая пара генераторов 8 и 10 входит в режим взаимной синхронизации с частотой, изменяющейся сообразно с полной фазовой

задержкой 9ii в узлах 1,...,10, про- порционйльной дальности до каждого элемента виброповерхности. Информа- .ция о статическом или динамическом состоянии поверхности содержится в

5 совокупности дальномерных частот или в законе изменения частот М измерительных цепей. Эта информация достоверна, точность измерения высо3

кая, пока рабочие точки всех М измерительных цепей находятся на линейных участках передаточных характеристик .

Частоты синхронизации в j -х (,N-M) измерительных цепях так же пропорциональны измеряемой дальности, но вследствие малости этих частот дальность измеряется грубо и поэтому J -е измерительные цепи не позволяют измерить спектр вибраций. Эти частоты отображаются напряжения ми на выходах частотных детекторов 12, при этом модуляция частот, порождаемая вибрацией, усредняется фильтрами детекторов 12. Номинальному положению объекта и, следовательно, виброповерхности соответствует набор номинальных напряжений на входах решающего блока 13. При изменении дальности до объекта напряжения изменяются. Сопоставляя эти изменения, решающий блок 13 подает соответствую1дие сигналы на управляемые фазовращатели 11. Возникающий фазовый сдвиг компенсирует изменение полной фазы в измерительной цепи, порождаемое изменением дальности объекта, удерживая рабочую точку в пределах линейного участка.

Наименьшее количество j -х измерительных цепей J 1 - при изменении только дальности, при изменении ориентации в двух плоскостях и даль ности j 3. С ростом количества j -х измерительных цепей (в предлагаемом измерителе j у ) учшается точность компенсации и, следо- вательно, точность измерения дальности. При использовании N -/И независимых каналов измерительных це- 1ей среднее значение дальности

N-M

И ЬС;

j

N- «

где uOj - оценка дальности, полученная в j -м канале, в этом случае среднеквадратичная ошибка среднего значения Б равна

л

N-W 7

Ы)

« 1

J 1

N-M

to

2526744

где дО; - погрешность измерения в j -м ка нале.

Измерительные цепи i -е ( , и j -е ( , N - М ) обладают сущест- 5 венно различными дальномерными частотами, которые легко разделить фильтрами . Поэтому возможно подключение .входа j -и измерительной цепи как к выходу приемника 3, задействованному одной из i -X измерительных цепей, так и к свободному выходу, неиспользуемому в данном цикле измерений.

f5

20

40

25

30

35

формула изобретений

Измеритель вибраций объекта, изменяющего дальность, содержащий излучатель с модулятором, приемник из-- лучения в виде матричного формирователя видеосигнала с Л параллельными выходами, рассеивающую и фокусирующую системы, установленные соответст;- венно между модулятором и объектом и между объектом и приемником, и систему ;N измерительных цепей, включающих последовательно соединенные фильтр, вход которого подключен к выходу приемника излучения, основной калибратор амплитуды, вспомогательный генератор и дополнительный калибратор амплитуды и подключенный к модулятору генератор, отличающийся тем, что, с целью сохранения точности измерения при изменении дальности виброповерхности, оно снабжено М управляемыми фазовращателями, включенными между дополнительными калибраторами амплитуд и генераторами в М измерительных цепях, N-M частотными детекторами, подключенными к выходам вспомогательных генераторов в К - М измерительньпс цепях, частоты которых выбираются из следующего соотношения:

с ,., kP , ,

Э,(П -1 , „д,(, J

f;

иагс

: j 1ии J5 где ; jjii - минимальная из М -W каналов частота измерительной цепи

- максимальная из М каналов частота измерительной цепи (выбирается, исходя из заданной ам- аритуды вибраций макс скорость света;

относительная погрешность измерения дальности.

0,175

Макс

С

АО D

J125267A«

и решающим блоком , входы кото- к управляющим входам фаэовра- рого подключены к выходам час- щателей. TOTHbix детекторов , а выходы - , м

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для контроля амплитуды и спектра вибрации. Измеритель позволяет сохранить точность измерения при изменении дальности виброповерхности за счет выбора линейного участка рабочей характеристики каждой измерительной цепи и снабжения его М управляемыми фазовращателями, включенными между дополнительными калибраторами амплитуд и генераторами в М измерительных цепях, N -М частотными детекторами и решающим блоком. 1 ил.