Измеритель перемещений Советский патент 1987 года по МПК G01B21/00 

11

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для бесконтактного измерения дина- мически х перемещений в широком диапазоне частот.

Цель изобретения - повышение точ- ности при измерениях динамических перемещений за счет стабилизации светового исключения флуктуации светового потока.

На чертеже представлена блок-схема измерителя.

Измеритель перемещений содержит источник 1 света, установленный у торца передающих светопроводов (у входа световода 2). Световод 2 содержит передающие и приемные светопроводы. Торцы светопроводов,.направленные на отражающую поверхность перемещающегося объекта 3, механически соединены в единую структуру и образуют измерительный торец световода. Измерительный торец установлен с зазором Sg у отражающей поверхности с помощью держателя 4, содержащего микрометрический винт, У торца приемных светопроводов (у выхода световода 2) установлен основной фотоприемник 5, подключенный через фильтр 6 верхних частот к регистрирующему прибору 7 (динамических перемещений), фотоприемник 5 также через фильтр 8 нижних частот подключен к стабилизатору 9 светового потока и инвертирующему входу операционного усилителя 10(ОУ) Выход ОУ 10 подключен к регистрирующему прибору 11 (статических переме- ще.ний) . Неинвертирующий вход ОУ 10 подключен к опорному фотоприемнику 12, установленному у источника света Между источником 1 света и опорным фотоприемником 12 размещена диафрагма 13. В стабилизаторе 9 светового потока инвертирующий вход подключен к делителю 14 опорного напряжения.

Измеритель работает следующим образом.

Световой поток от источника 1 света через передаюш:ие светопроводы световода 2 попадает на отражающую поверхность перемещающегося объекта 3, где, отражаясь через приемные светопроводы указанного световода, попадает на фотоприемник 5, Держателем 4 с помощью микрометрического винта осуществляют установку начального зазора Sj, , С выхода фотоприемника 5 через фильтр 6 верхних частот переменная

02

составляющая, соответствующая величине динамических перемещений, поступает на регистрирующий прибор 7. Также с выхода фотоприемника 5 через фильтр

8 нижних частот переменная составляющая, соответствующая помехам, и постоянная составляющая, соответствующая среднему уровню светового потока, поступает на стабилизатор 9 светового

потока. В результате стабилизации на инвертирующий вход операционного усилителя 10 через фильтр 8 поступает постоянная составляющая, соответствующая среднему уровню стабилизированного светового потока при заданном начальном зазоре между отражающей поверхностью и измерительным торцом световода. На инвертирующий вход ОУ 10 поступает сигнал с выхода фотоприемника 12, соответствующий уровню светового потока источника света на входе световода. С выхода ОУ 10 сиг- нал, пропорциональный соотношению световых потоков на входе и выходе

световода, поступает на регистрирующий прибор 11 статических перемещений. Установку нуля прибора 11 при заданном начальном зазоре производят с помощью диафрагмы 13 путем перекры30 тия части светового потока, попадающего на фотоприемник 12 с источников света. Изменяя диафрагму, добиваются: равенства световых потоков, попадающих на фотоприемники 5 и 12.

35 При измерениях динамических перемещений в случае изменения начального зазора S Q проводят его корректировку (установку зазора на заданную величину Q), Контроль значения зазора

40 производят по регистрирующему прибо- РУ 11.

Калибровку измерителя осуществляют изменением зазора на заданную величину &S. При этом на вход регистри45 рующего прибора 11 поступает напряжение,, пропорциональное величине заданного статического перемещения. Динамические перемещения такой же величины соответствуют показаниям прибора 7.

50 Регулировкой усиления прибора 7 измеряющего динамические перемещения, добиваются отклонения стрелки прибора на величину, равную отклонению стрелки прибора 11,

55

Формула изобретения

1 .Измеритель перемещенир, содержащий световод, выполненный в виде пакетов передающих и приемных светопроводов, стабилизатор светового потока, выход которого подключен к источнику света, фотоприемник,регистрирующий прибор и дифференцирующий блок, о т л и - чающийся тем, что, с целью повьщ1ения точности измерения динамических перемещений, он снабжен диафрагмой, операционным усилителем и опорным фотоприемником, дифференцирующий блок выполнен в виде фильтров нижних и верхних частот, основной фотоприемник установлен у торца прием2. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что стабилизатор светового потока выполнен в виде операционного усилителя и делителя

ных светопроводов и подключен соответственно через фильтр верхних частот15опорного напряжения, неинвертирующий к регистрирующему прибору, а через .вход операционного усилителя подклю- фильтр нижних частот - к входу стаби-чен к фильтру нижних частот, а инвер- лизатора светового потока и инверти-тирующий вход - к делителю опорного рующему входу операционного усилите-напряжения.

Редактор К.Волощук

Составитель Е.Глазкова

Техред А.Кравчук Корректор А.Зимокосов

Заказ 2412/36Тираж 677Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

- 5 О о13172804

ля, тпрец передаюЕцих светопроводов и опорный фотоприемник оптически связаны с источником света, опорный фотоприемник подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя, выход которого подключен к регистрирующему прибору, а диафрагма размещена между источником света и опорным фотоприемником.

2. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что стабилизатор светового потока выполнен в виде операционного усилителя и делителя

опорного напряжения, неинвертирующий вход операционного усилителя подклю- чен к фильтру нижних частот, а инвер- тирующий вход - к делителю опорного напряжения.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности при измерениях динамических перемещений за счет исключения флуктуации светового потока. Перемещение объекта 3 вызывает изменение начального зазора между торцом световода 2 и отражающей поверхностью объекта 3, что приводит к изменению светового потока, поступающего от источника 1 по передающим, светопроводам световода 2 на отражающую поверхность и затем, после отражения, попадающего через приемные светопроводы на фотоприемник. Световой поток на выходе световода 2 содержит постоянную и переменную составляющие. Постоянная составляющая светового потока соответствует величине зазора Sg , а переменная - величине динамических перемещений. Сигнал с выхода фотоприемника 5 поступает на регистрирующий прибор 7, а регистрирующий прибор 11 контролирует зазор путем измерения соотнощения средних уровней световых потоков на входе и выходе световода 2. Стабилизатор 9 осуществляет стабилизацию среднего уровня светового потока на выходе световода 2. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. i сл f 74.