Лазерный измеритель параметров вибрации Советский патент 1990 года по МПК G01H9/00 

ГЙзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров вибрации.5

Цель изобретения - повьпиение точности измерения .виброскорости, за счет исключения погрешности, обусловенной наличием дробной части периоа колебаний.10

На чертеже приведена блок-схема азерного измерителя параметров вибрации.

Лазерный измеритель параметров вибрации содержит оптически связанные 15 источник 1 когерентного излучения, светоделительньш куб 2 и первый и второй уголковые отражатели 3 и 4 образующие интерферометр Кайкельсона и фотоприемник 5, блок 6 формирова- 20 ния интерференционных импульсов, вход которого соединен с выходом фотоприемника 5, кварцевый генератор 7, первый 8, второй 9 и третий 10 счетчики, первый 11 и второй 12 D- 25 триггеры, одновибратор 13, вычислитель 14 и блок 15 индикации, вход которого соединён с выходом вычислителя 14, первый, второй и третий информационные входы которого соединены зо соответственно с выходами первого 8, второго 9 и третьего 10 счетчиков, управляющий вход соб;динен с инвертирующим выходом второго D-триггера 12 и входом одновибратора 13, счетный с вход первого счетчика 8 соединен с выходом блока 6 формирования, вход разрешения счета соединен с входом разрешения счета второго счетчика 9, входом разрешения счета третьего счет-дд чика 10 и неинвертирующим выходом второго D-триггера 12, вход сброса соединен с входами сброса второго 9 и третьего 10 счетчиков, счетным входом первого D-триггера 11 и выходом д одновибратора 13, счетный вход второго счетчика 9 соединен с выходом квар- цевого генератора 7, выход к-го разряда - соединен с входом сброса первого D-триггера 11, D-вход которого о подключен к логической 1, неинвертирующий выход соединен с D-входом второго .D-триггера 12, счетный вход третьего счетчика 10 соединен с счетным входом второго D-триггера 12 и являет- ся входом синхронизации лазерного измерителя.

Лазерньй измеритель виброскорости работает следующим образом.

Луч лазера 1 разделяется светодели- тельным кубом 2 на два пучка приблизительно равной интенсивности, которые далее направляются соответственно на уголковые отражатели 3 и 4. Отражатель 3 выполнен неподвижным, а отражатель 4 закреплен на вибростоле 16. Смещенные и отраженные пучки вновь объединяются светоделительной плоскостью в один пучок и падают на фотоприемник 5. Преобразованный фотоприемником 5 оптический сигнал представляет собой чередование максимумов и минимумов тока с периодом, соответ- ствзлощим перемещению отражателя на половину длины волны излучения. Этот сигнал поступает на вход блока б формирования интерференционных импульсов где после преобразователя ток - напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы, соответствующие максимумам фототока, которые подаются на счетный вход счетчика 8.

Среднеквадратичное значение виброскорости находится по формуле

й42 Д

N V

М-

(1)

где Л - длина волны света;

N - число импульсов, подсчитанное з.а п периодов колебаний; М - число импульсов тактовой частоты за п периодов колебаний;F - тактовая частота кварцевого

генератора 7.

Среднеквадратичное значение Sg виброперемещения находят по формуле

Sg

16 п

(2)

Пусть на выходе D-триггера 11 установлен уровень логической Г1, а на выходе D-триггера 12 - уровень логического О, и счртчики 8-10 обнулены. Поскольку выход D-триггера 12 соединен с входами разрешения счета счетчиков 8-10, на последних также имеется уровень логического О и счет не происходит. После прихода первого синхроимпульса на вход синхронизации измерителя на выходе D- триггера 12 образуется логическая 1, поскольку на его D-входе имеетс уровень логической 1 с выхода D.5

триггера 11. Эта логическая 1 поступает на входы разрешения счета счетчиков 8-10 и разрешает счет импульсов. На инвертирующем выходе D- трнггера 12 при этом образуется отри дательный фронт, на который одновиб- ратор 13 и вычислитель 14 не реагируют (блоки 8-14 измерителя срабатывают только по положительным фронтам и уровням).

Зчетчик 8 считает число интерферен ционных импульсов N, счетчик 9 считает число тактовых импульсов М, а счет16

чик 10 - число импульсов синхрониза- ции, т.е. число периодов колебаний п внбpocJЧ)лa 16. ,

1ри появлении на k-м разряде счетчика 9 логической 1 на выходе D- триггера 11 устанавливается уровень логического О, а счет импульсов счетчиками 8 и 9 продолжается до при хода очередного синхроимпульса на . вход синхронизации измерителя. Этот синхроимпульс устанавливает уровень логического О на выходе D-триггера

12,

который останавливает счет импульсов счетчиками 8-10. Положительный

фронт на инвертирующем выходе

В-т: иггера 12 поступает на вход управления вычислителя 14 и дает комаН ду ла загрузку значений N, М и п с выходов счетчиков 8-10 в вычислитель

14.

Одновременно запускается одновибг

ратор 13, который с некоторой задержкой производит сброс счетчиков в О и устанавливает уровень логической на выходе D-триггера 11, приводя

изм12рительную часть в исходное состояние.

ьгчислитель 14 производит вычисление виброперемещения или виброскорости по формулам (2) и (1). Вычисленные значения виброперемещения или виброскорости индицируются цифровым блоком 15 индикации.

608434

I

Формула изобретения

ЛазерньЙ измеритель параметров вибрации, содержащий оптически свя занные интерферометр Майкельсона и , фотоприемник, блок формирования интерференционных импульсов, кварцевьй генератор, первый и второй счетчики, первый и второй D-триггеры, одновиб10 ратор и блок индикации, выход фотоприемника соединен с входом блока формирования интерференционных импульсов, выход которого соединен с счетным входом первого счетчика, выход кварцевого генератора соединен с счетным входом второго счетчика, вход разрешения счета которого соединен с входом разрешения счета первого счетчика, вход сброса соединен с входом

20 сброса первого счетчика, счетным входом первого D-триггера и выходом од- новибратора, D-вход первого D-тригге- ра подключен к логической 1, неинвертирующий выход соединен с D-входом

25 второго D-триггера, счетный вход которого является входом синхронизации лазерного измерителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения виброскоро30 сти, он снабжен третьим счетчиком и вычислителем, выход которого соединен с входом блока индикации, первый, второй и третий информационные входы соединены соответственно с выходами

,, первого, второго и третьего счетчиков, управляющий вход соединен с инвертирующим выходом второго D-триггера и входом одновибратора, счетный вход третьего счетчика соединен с счетным

Q входом второго П-триггера, вход разрешения счета соединен с входами разрешения счета первого и второго счетчиков и неинвертирующим выходом второго D-триггера, нход сброса соеди-

д5 нен с выходом одиовибратора, выход

k-ro разряда второго счетчика соединен с входом сброса первого D-триггера.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения виброскорости за счет исключения погрешности, обусловленной наличием дробной части периода колебаний. Лазерный измеритель параметров вибрации содержит оптически связанные интерферометр Майкельсона и фотоприемник 5, блок 6 формирования интерференционных импульсов, импульсы с выхода которого подсчитываются первым счетчиком 8, содержимое которого характеризует виброперемещение. Кварцевый генератор 7 вырабатывает импульсы тактовой частоты, которые подсчитываются вторым счетчиком 9, содержимое которого характеризует частоту вибрации. Синхроимпульсы, соответствующие периодам колебаний, поступают в третий счетчик 10, где вычисляется точное число периодов колебаний, за которое происходит измерение. Полученные значения с выходов счетчиков 8,9,10 поступают в вычислитель 14, где определяются виброперемещение и виброскорости, значения которых индицируются блоком 15. D-триггеры 11, 12 и одновибратор 13 служат для согласования и управления работой счетчиков 8,9,10 и вычислителя 14. 1 ил.