Способ определения амплитуд вибраций и голографическая система для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01H9/00 

Риг2

2/

Изобретение относится к измерительной технике и может -быть использовано для определения амплитуд вибраций при вибрационных испытаниях изделий.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения влияния погрешности, обусловленной некратностью амплитуды Q вибраций четверти длины волны излучения лазера.

На фиг.1 приведены графики зависимости амплитуды колебаний точки объекта от времени и зависимости яр- 15 кости вибрирующей точки.объекта на выходе голографического интерферометра; на фиг.2 - функциональная схема голографической системы, реализующей способ определения амплитуд 20 вибраций.

Голографическая система, реализующая способ определения амплитуд вибраций, содержит интерферометр 1 в

четвертый регистр 20, второй вход которого связан с вторым входом третьего регистра 18 и выходом счетчика 17, последовательно связанные решающее устройство 21 и индикатор 22, первый и второй входы решающего устройства 21 связаны соответственно с выходами третьего и четвертого регистров 18 и 20, решающее устройство 21 содержит канал 23 обмена информацией, центральный процессор 24, блок 25 оперативный запоминающий и блок 26 постоянный запоминающий, пер- вьш, второй входы и выход решающего устройства 21, центральный процессор 24, блок 25 оперативный запоминающий и блок 26 постоянный запоминающий . связаны с каналом 23 обмена информацией.

Система работает следующим образом.

Выходной сигнал с голографического интерферометра 1 в реальном времереальном времени, состоящий из .лазе- 25 ни, представляющий собой модулированчетвертый регистр 20, второй вход которого связан с вторым входом третьего регистра 18 и выходом счетчика 17, последовательно связанные решающее устройство 21 и индикатор 22, первый и второй входы решающего устройства 21 связаны соответственно с выходами третьего и четвертого регистров 18 и 20, решающее устройство 21 содержит канал 23 обмена информацией, центральный процессор 24, блок 25 оперативный запоминающий и блок 26 постоянный запоминающий, пер- вьш, второй входы и выход решающего устройства 21, центральный процессор 24, блок 25 оперативный запоминающий и блок 26 постоянный запоминающий . связаны с каналом 23 обмена информацией.

Система работает следующим образом.

Выходной сигнал с голографического интерферометра 1 в реальном време

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения |влияния погрешности, обусловленной некратностью амплитуды вибраций и четвертью длины валны излучения лазера, Голографичес- кая система, реализующая способ определения амплитуд вибраций, содержит интерферометр 1 в реальном времени. на выходе которого формируется интерференционная картина, возникающая при интерференции волны, рассеиваемой вибрирующим объектом 9, с волной, восстановленной с голограмм;л1 6. Амплитуда вибраций определяется в решающем устройстве 21 по формуле Л /4sin ()) где Л- длина волны лазера 2; f - частота вибрации генератора 11; t „цк минимальное значение периода сигнала на выходе интерферометра 1. Частота генератора 11 определяется с помощью часТо- томера 19 и хранится в четвертом регистре 20. Минимальный период определяется с помощью,периодомера 13, схемы 14 сравнения, счетчика.17, первого и второго регистров 15, 16 и хранится в третьем регистре 18. 1 ил. и сл со ьо ОО (Х со W

ра 2, светоделителя 3, оптически связанного с лазером 2 и делящего световой поток на два пучка, оптически связанные и расположенные по ходу первого пучка первый расширитель 4 пучка и первое поворотное зеркало 5, предназначенное для формирования голограммы 6, расположенные по ходу второго пучка второе поворотное зеркало 7 и второй расширитель 8 пучка, оптически связываемый с поверхностью объекта 9, возбудитель 10 вибраций, механический связываемый с объектом 9,.генератор 11, выход которого связан с входом возбудителя 10 вибраций последовательно связанные фотоприемник 12, вход которого оптически связан с ВЫХОДОМ интерферометра 1, пе- риодомер 13 и схему 14. сравнения, последовательно связанные первый регистр 15, первый вход которого связан с первым выходом периодомера 13 и второй регистр 16, первый вход которого связан с вторым входом схемы 14 сравнения,, сЧетчик 17, первый вход которого связан с выходом схемы 14 сравнения, второй вход - с вторыми входами первого и второго регистров 15 и 16 и вторым выходом периодомера 13, третий регистр 18, первый вход которого связан с выходом второго регистра 16, последовательно связанные частотомер 19, вход которого

связан с выходом генератора

30

35

40,

45

50

ный световой поток, изменяющийся по закону (фиг.1б), поступает на фотоприемник 12 и преобразуется в соответствующий электрический сигнал.Световой, поток модулируется благодаря интерференции между волной, восстановленной с голограммы 6, и волной, рассеиваемой вибрирующим объектом 9, амплитуда которого меняется по закону, приведенному на фиг.1а, возбуждаемым генератором 11 вибраций. Пе риодомер 13 измеряет периоды колебаний электрического сигнала и преобразует в цифровой код, по окончании измерения периода он вырабатывает на втором выходе сигнал конца преобразования.

Схема 14 сравнения сравнивает значение периода И , поступившего с периодомера 13, со знач.ением периода, ранее записанного в первом регистре 15 ( );-если значение периода на выходе периодомера I3 меньше значения периода в первом регистре 15, то на выходе Меньше схемы 14 сравнения устанавливается высокий, потенциал и снимается сигнал Сброс со счетчика 17, следовательно, счетчик 17 начин ает подсчет импульсов Конец преобразования, поступающих с периодомера 13. Иериодомер 13 производит измерение периода следующей интерференционной полосы ( 5 fl ) и при поступлении импульса Конец преобразования на вторые входы параллельной записи первого и второго регистров 15 и 16 производится перепись значения периода (С;), ранее хранимого в выходном регистре периодоме- ра 13 в первый регистр 15, а во второй регистр 16 записывается значение периода ( i , ), ранее хранимого в первом регистре 15. Таким образом, в выхор.ном регистре периодомера 13, первом регистре 15 и втором регистре 16 хранится информация о периодах

трех следующих один за другим импульсов. Если при поступлении информации 15 Ь1 невозмущенного состояния объекта, с регистра периодомера 13 о периоде преобразуют интерференционные полосы

в электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, измеряют период каждой интерференционной полосы, определяют минимальное значение периода , и вычисляют амплитуду вибраций () по формуле ,

ВИЯ, т.е. период ( ,Чт ) в периодо- мере 13 меньше периода (10 в первом регистре 15, следовательно, счетчик 17 не сбрасывается и продолжает подсчет поступающих на его второй счетный вход импульсов. При поступлении двух или более импульсов на выходе счетчика 17 выставляется высокий потенциал, который сохраняется до момента, пока со схемы 14 сравнения не поступит сигнал Сброс. Сигнал сброса вырабатывается в том случае, если значение - величины периода, поступающего с периодомера 13, превосходит значение величины периода, записанного в первом регистре 15. По

20

4sin iTf -г

МИН

25 где Л - длина волны зондирующего излучения, f - частота вибраций. , 2. Голографическая система для оп- ределения амплитуд вибраций, содержа- |щая оптически связанные интерферо30 метр в реальном времени и фотоприем- |ник, последовательно связанные гене- ратор вибраций и возбудитель вибраций, механически связываемый с исследуемым об7 ектом, частотомер, вход

отрицательному фронту импульса, пос- 35 °торого связан с выходом генератора

тупающего со счетчика 17 на второй вход, параллельная запись третьего и четвертого регистров 18 и 20 производится как и запись значения величины периода из второго регистра 16 в третий регистр 18, а в четвертый регистр 20 производится запись частоты вибраций, измеренной частотомером 19. Соответствующие значения

вибраций, счетчик и индикатор, о т - лич ающая ся тем, что, с целью повыщения точности, она снабжена последовательно связанными пе- 40 риодомером, вход которого связан с выходом фотоприемника, первым регистром, вторым регистром, третьим регистром и решающим устройством, выход которого связан с входом индикатора

минимального периода и частоты вибра- 45 четвертым регистром, первый вход коций поступают на вход решающего устройства 21. Решающее устройство 21 по формуле

торого связан с выходом частотомера, выход - с вторым входом решающего устройства, схемой сравнения, первый вход которой связан с первым выходом 50 частотомера, второй вход - с выходом первого регистра, выход - с первым входом счетчика, второй вход которого связан с вторым выходом периодомера и вторыми входами первого и вто- сигнала на выходе интерферо- gg рого регистров, выход - с вторыми метра 1 .входами третьего и четвертого региf - частота генератора 11. стров.

.

4з1п(К„ин) где 9 значение амплитуды вибраций

объекта 9. минимальное значение периода

Л - длина волны лазера 2, вычисляет значение амплитуды выбраций объекта 9, которое отображается на индикаторе 22.

Формула изобретения

20

ций () по формуле ,

4sin iTf -г

МИН

25 где Л - длина волны зондирующего излучения, f - частота вибраций. , 2. Голографическая система для оп- ределения амплитуд вибраций, содержа- |щая оптически связанные интерферо30 метр в реальном времени и фотоприем- |ник, последовательно связанные гене- ратор вибраций и возбудитель вибраций, механически связываемый с исследуемым об7 ектом, частотомер, вход

°торого связан с выходом генератора

вибраций, счетчик и индикатор, о т - лич ающая ся тем, что, с целью повыщения точности, она снабжена последовательно связанными пе- риодомером, вход которого связан с выходом фотоприемника, первым регистром, вторым регистром, третьим регистром и решающим устройством, выход которого связан с входом индикатора

puz. /