Устройство экспресс-диагностики виброперемещений Советский патент 1987 года по МПК G01H9/00 

QJuz.l

1 ,

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для- бесконтактного измерения механических колебаний объектов.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет фисирования максимального переменного напряжения на выходе фотоприемника относительно уровня полного сигнала и исключения влияния отражающих свойств поверхности на результат измерения.

На фиг. 1 представлена блок-схем устройства; на фиг. 2 - функция преобразования в виде зависимости постоянной составляющей выходного сигнала от расстояния до поверхности объекта-, на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство экспресс-диагностики виброперемещений содержит разветвле ньй световод 1 с оптической насад

кой, источник 2 света, последовательно соединенные фотоприемник 3, оптически связанный через световод 1 с источником 2 света, фильтр 4 верхних частот, -первый пиковый детектор 5, аналого-цифровой преобразователь 6 и регистратор 7, последовательно соединенные второй пиковый детектор 8, делитель 9 напряжения и компара- fop 10, второй вход которого .подключен к выходу фотоприемника 3 и входу второго пикового детектора 8, выход связан с третьим входом аналого-цифрового преобразователя 6, второй вход которого связан с выходом второго пикового детектора 8.

- Устройство работает следующим образом.

Измерение виброперемещений осуществляется фиксированием амплитуды переменной составляющей сигнала фотоприемника 3 на рабочем расстоянии хо до поверхности объекта, соответствующем квазилинейному участку и максимальной крутизне функции преобразования датчика (фиг. 2).При приближении общего торца раз. ветвленного световода 1 к поверхност объекта измерения на выходе фотоприе- ника 3, появляется сигнал, пропорциональный сумме двух напряжений: постоянного, пропорционального расстоя- 55 ветствующей рабочему участку функции

нию до объекта, и переменного., пропорционального мгновенному значению в иброперемещений. Причем величина переменной составляющей и суммарного

преобразования, имеющему максимальный коэффициент преобразования, второй пиковый детектор 8 дает на выходе максимальное напряжение (фиг.3,а),

сигнала определяется отражающими свойствами поверхности и функцией преобразования. С помощью фильтра 4 верхних частот выделяется переменная составляющая и подается на вход первого пикового детектора 5, который фиксирует максимальную амплитуду пе-- ременной составляющей, а далее пода

ется на первый вход аналого-цифрового преобразователя 6. Суммарный сигнал с фотоприемника 3 подается на вход второго пикового детектора 8, которьш фиксирует максимальное напряжение суммарного сигнала, и далее подается на второй вход опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя 6. Кроме того, с выхода второго пикового детектора 8 сигнал поступает на делитель 9 напряжения, коэффициент деления которого выбирается равным отношению U an/Uorp величины напряжения Li,,, соответствующей максимальному уровню полного сигнала фотоприемника 3,и величины

напряжения U

агр

соответствующей ниж0

5

0

0

ней границе диапазона измеряемых амплитуд виброперемещений,, который определяется нелинейностью функции преобразования (фиг. 2).

Уровень напряжения на выходе делителя 9 определяет момент запуска аналого-цифрового преобразователя 6 на участке функции преобразования, соответствующем, максимальному коэффициенту преобразования. Напряжение с делителя 9 поступает на вход компаратора 10, на второй вход которого подается суммарный сигнал с фотоприемника 3, При превышении напряжения на выходе делителя 9 уровня суммарного сигнала, компаратор 10 дает разрешающий уровень ка третий вход запуска аналого-цифрового преобразо- 5 вателя 6, к этому моменту на выходе первого пикового детектора 5 будет уровень, соответствующий амплитуде переменной составляющей в рабочей зоне.

При движении торца световода 1 к поверхности объекта первый пиковый детектор 5 дает на выходе максимальное значение амплитуды U переменной составляющей (фиг. 3,6), соответствующей рабочему участку функции

преобразования, имеющему максимальный коэффициент преобразования, второй пиковый детектор 8 дает на выходе максимальное напряжение (фиг.3,а),,

соответствующее максимуму функции

преобразования U

макс

Так как значение

подается на тот вход аналого- цифрового преобразователя 6, куда в обычных случаях подводится опорное напряжение, то при аналого-цифровом преобразовании код на выходе пропорционален отношению амплитуды переменной составляющей и значения . После прохождения точки х, уровень сигнала с фотоприемника 3 меньше напряжения на выходе делителя 9(фиг.За), на выходе компаратора 10 появится разрешающий уровень запуска аналого- цифрового преобразователя 6 и напряжение „/ акс будет зафиксировано регистратором 7, Так как U и U л,акс пропорциональны коэффициенту отражения поверхности объекта, то в результате деления будет скомпенсирована зависимость выходного сигнала от отражающих свойств поверхности объекта. В силу того, что величина коэффициента преобразования k в точке

XD и ,

однозначно связаны между собой и этом соотношение определено по градуировочной характеристике (и n-kp, п - некоторое положитель0

5

0

5

ное число, постоянное для конкретного датчика), то число, зафиксированное регистратором U /n-ko, соответствует амплитуде виброперемещений учетом известного числа п.

Формула изобретения

Устройство экспресс-диагностики виброперемещений, содержащее оптически связанные источник света, разветвленный световод с оптической насадкой и фотоприемникJ о т л и ч а ю- щ е е с я . тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено последовательно соединенными фильтром верхних частот, первым пиковым детектором, аналого-цифровым преобразователем и регистратором, последовательно соединенными вторым пиковым детектором, делителем напряжения и компаратором, второй вход которого подключен к выходу фотоприемника, входу фильтра верхних частот и входу второго пикового детектора, выход связан с третьим входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого подключен к выходу второго пикового детектора.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повьпиение точности измерений за счет фиксирования максимального переменного напряжения на выходе фотоприемника относительно уровня полного сигнала и исключения влияния отражающих свойств поверхности на результат измерения. Устройство экспресс-диагностики виброперемещений содержит разветвленный световод 1 с оптической насадкой, при приближении торца которого к поверхности объекта измерения на выходе фотоприемника 3 появляется сигнал, пропорциональный сумме двух напряжений: постоянного, пропорционального расстоянию до объекта, и переменного, пропорционального мгновенному значению виброперемещений. Максимальная амплитуда переменной составляющей, выделенная на первом пиковом детекторе 5, подается на первый вход аналого-цифрового преобразователя 6. Максимальное значение суммарного сигнала, выделенное на втором пиковом детекторе 8, подается на второй вход аналого-цифрового преобразователя 6, на выходе которого сигнал появится в момент достижения устройством оптимального рабочего расстояния до поверхности объекта. Отношение максимальной амплитуды переменной составляющей к максимальному значению суммарного сигнала фиксируется регистратором 7 и не зависит от отражающих свойств поверхности. 3 ил. ё СО ел о сд а

и.

макс

XQ }(макс

(р1/г.2 .

UufJXf.

XaФиг.З

Редактор С.Патрушева

Соста-витель .С.Конюхов

Техред Л.Олийнык Корректор М.Пожо

Заказ 5251/40. Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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