Оптоэлектронный функциональный вибропреобразователь Советский патент 1987 года по МПК G01H9/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитуды и логарифмического декремента свободно затухающих колебаний.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет возможности измерения лога- рифьа1ческого декремента затухания.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого вибропреобразователя; на фиг,2 - диаграммы работы устройства.

Оптоэлектронный функциональный i вибропреобразователь содержит линейный газоразрядный индикатор (ЛГИ) 1, фотоприемник 2, оптически связанный с ЛГИ 1, мостовую схему 3, в одно из плеч которой включен фотоприемник 2, усилитель 4, выход которого связан с входом ЛГИ 1, последовательно соединенные формирователь 5 импульсов, триггер 6 и первый ключ 7, второй вход которого связан с выходом мостовой схемы 3, входом усилителя 4 и входом формирователя 5 импульсов, второй ключ 8, первый вход которого связан с вторым выходом триггера 6 и вторым входом триггера 6, второй v вход связан с выходом мостовой схемы 3, первый амплитудный детектор 9, второй амплитудный детектор 10, последовательно соединненные блок 11 деления и блок 12 логарифмирования, первый вход блока 11 деления соединен с выходом первого амплитудного детектора 9, вход которого соединен с выходом первого ключа 7, второй вход блока 11 деления соединен с выходом второго амплитудного детектора 10, вход которого соединен с выходом BTOpqro ключа 8, последовательно соединенные блок 13 дифференцирования и блок 14 деления на три, выход которого связан с третьими входами первого и второго ключей 7 и 8, вход блока 13 дифференцирования связан с выходом формирователя 5 импульсов и первьм входом триггера 6,

Устройство работает следующим об- разом.

При отсутствии механических колебаний объекта фотоприемник 2 освещен столбом светящегося газа ЛГИ 1 наполовину. При этом схема 3 находится в состоянии, близком к равновесному. На выходе схемы 3 присутствует напряжение, определяемое коэффициентом

0

5

0

0

статизма системы ЛГИ - фотоприемник - мост - усилитель. Это напряжение , усшюнное усилителем 4, питает ЛГИ 1 так, что столб светящегося газа распространяется на расстояние вдоль ЛГИ.

При возникновении затухающих меха- ниче.ских колебаний объекта фотоприем- нир; 2, связанньв1 с ним жестко, также начинает колебаться, при этом его засветка изменяется в соответвии с этими колебаниями. При движении фотоприемника 2 вдоль распространения свечения ЛГИ 1 его освещенность уменьшается, а при движении навстречу распространения свечения освещенность фотоприемника 2 увеличивается. Это приводит к изменению состояния схемы 3, выходное напряжение которой повторяет изменение освещенности фотоприемника 2, т.е. его изменения по величине и форме соответствуют механическим затухающим колебаниям объек5 та. Напряжение на выходе схемы 3 усиливается усилителем 4, подается на вход ЛГИ 1, изменяя соответствующим образом длину столба светящегося газа с тем, чтобы восстановить начальное состояние схемы 3. Напряжение на выходе схемы 3 представляет собой электрический двухполярный затухающий сигнал, аналогичный по форме механическим затухающим вибрационным перемещениям объекта. Следовательно, задача нахождения механического логарифимического декремента затухания сводится к нахождению логарифмического декремента затухания

0 кривой Uj (фиг. 2а). Дпя этой цели необходимо прежде всего найти отношение UMAKCJ. В схеме это осуществляется следующим образом, С выхода схемы 3 сигнал поступает

5 на вход формирователя 5, выходное

напряжение которого имеет прямоугольную форму, одинаковую амплитуду и положительную полярность. Это напряжение поступает на первый вход D- триггсра 6, которьй опрокидывается передним фронтом прямоугольных импульсов Ui (фиг. 2б). С момента прихода первого импульса и до момента прихода второго импульса на первом выходе Q триггера 6 имеется сигнал (фиг. 2в), который открывает ключ 7, и напряжение Uj через ключ 7 проходит в первьй амплитудный детектор 9, На выходе первого амплитудного де5

5

тектора 9 имеется напряженна, пропор циональное и поступающее на первый вход блока 11 деления, Ала- логовьш амплитудный детектор обладает свойством запоминания амплитудного значения напряжения, что обеспе чивается большой постоянной времени цепи разряда его конденсатора. Поэтому с приходом второго импульса формирователя 5, когда триггер 6 изменит свое состояние, на его первом выходе Q импульс отсуствтует и ключ 7 закрывается, на выходе первого амплитудного детектора 9 сохраняется напряжение, пропорциональное UH«C, Второй импульс формирователя 5 перебрасывает триггер 6 и теперь появляется сигнал на втором выходе Q, который открывает второй ключ 8, и вторая положительная амплитуда напряжения и начинает проходить во второй амплитудный детектор 10, на выходе которого появляется напряжение, пропорциональное .Оно -поступает на второй вход блока 1 1 деления, выходное напряжение которого дает величину, пропорциональную отношению и««ис /UstAHc , последняя будет прологарфимирована блоком 12. Логарифмирование даст логарифмический декремент затухания.

Напряжение с выхода формирователя 5 поступает также через блок 13 дифференцирования на блок 14 деления на три (фиг. 2д). Поэтому, когда проходит третий импульс формирователя 5, на вход блока 14 поступает третий короткий импульс и, (фиг, 2д). Блок 14 срабатывает, на его выходе появляется сигнал, который закрывает ключи 7 и 8, прекратив тем самым прО

48660

пуск третьей положительной амплитуды напряжения Uj Б блоки 9 и 10.

Формула изобретения

Оптоэлектронный функциональный

вибропреобразователь, содержащий источник оптического излучения, выпол Q ненный в виде линейного газоразрядного индикатора, связываемьш с объектом фотоприемник, оптически связанный с линейным газоразрядным индикатором, последовательно соединенные

с мостовую схему и усилитель, выход которого связан с входом линейного газоразрядного индикатора, фотоприемник включен в одно из плеч мостовой схемы, о тлич ающий ся

2Q тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен последовательно соединенными формирователем импульсов, триггером, первым ключом, первым амплитудным де25 тектором, блоком деления и блоком логарифмирования, последовательно соединенными вторым ключом и вторым амплитудным детектором, последовательно соединенными блоком дифферен2Q цирования и блоком деления иа три, выход которого связан с третьим входом первого ключа и третьим входом второго ключа, второй вход которого связан с вторым входом первого ключа, входом формирователя импульсов и выходом мостовой схемы, первый вход связан с вторым выходом триггера и вторым входом триггера, первый вход которого связац, с входом блока дифференцирования, выход второго

35.,

40

амплитудного детектора связан с вто-. рым входом блока деления.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является расширение возможностей устройства за счет измерения логарифмического декремента затухания. Оптсэлектронный функциональный вибропреобразователь содержит линейный газоразрядный индикатор (ЛГИ) 1, оптически связанный с фотоприемником 2, который жестко закреплен на исследуемом объекте и электрически включен в одно из плеч мостовой схемы 3. При возникновении затухаю1цих механических колебаний объекта фотоприем- ник 2 также начнет колебаться и его засветка будет изменяться в соответствии с этими колебаниями, что приведет к изменению напряжения на выходе схемы 3. Усилитель 4 усиливает вы- ходное напряжение схемы 3 и подает его на вход ЛГИ 1, изменяя соответствующим образом длину столба светящегося газа с тем, чтобы восстановить начальное состояние схемы 3. Таким образом, сигнал на выходе схемы 3 аналогичен по форме механическим затухающим колебаниям объекта. Первая положительная амплитуда сигнала с выхода схемы 3 запоминается через первый ключ 7 первым амплитудным детектором 9, вторая через второй ключ 8 - вторым амплитудным детектором 10, откуда они поступают на блок 11 деления и далее на блок 12 логарифмирования , где вычисляется логарифмический декремент затухания. Дальнейшие положительные амплитуды сигнала с выхода схемы 3 не поступают на амплитудные детекторы 9 и 10, так как сигнал с блока 14 деления на 3 закрывает ключи 7 и 8. 2 ил. Q 3 fco 00 05 СГ Фиг./

Фиг. 2