Способ автоматического измерения углов скручивания Советский патент 1979 года по МПК G01B19/00 

нием минимальных сигналов рассогласования и при равенстве двух соседних интервалов измеряют угол поворота поляризационного элемента.

На чертеже представлены графики, на которых на графике а кривая 1 изображает изменение светового потока / при прохождении через систему поляризатор - анализатор в зависимости от изменения угла а между плоскостями наибольшего пропускания поляризационных элементов при отсутствии модуляции плоскости поляризации. На графике б показан характер изменения положения плоскости поляризации относительно плоскости наибольшего пропускания анализатора под действием полезной модуляции (кривая 2), согласуюшего разворота анализатора (кривая 3) и иаразитной модуляции от качки контролируемых объектов (кривая 4). На графике в кривая 5 представляет изменение светового потока на выходе анализатора и соответствующее изменение тока ( па выходе фотоприемника (кривая 6). На графике г эпюры изображают последовательность временных интервалов, определенных нулевыми значениями сигнала частоты модуляции. На графике д изображены те же временные интервалы, но нолученные с учетом фазового детектирования сигнала рассогласования. На графике е изображены разности временных интервалов, определенных величиной и направлением (фазой) рассогласования поляризационных элементов.

Согласование поляризационных элементов при измерении углов скручивания предлагаемым способом выполняется следующим образом. Из светового потока, создаваемого источником света с помощью поляризатора, выделяем линейно поляризованную составляющую с плоскостью поляризации, определенной положением плоскости наибольшего пропускания поляризатора, затем с помощью модулятора, например ячейки Фарадея, раскачиваем плоскость поляризации симметрично относительно начального положения (кривая 2), благодаря чему на выходе фотоприемника выделяем сигнал первой гармоники частоты модуляции, амплитуда и фаза которого определяет величину и направление рассогласования, и по которому в автоматических систеД1ах измерения угла скручивания выполняем . согласование поляризационных элементов (кривая 3). Однако из-за паразитной качки (кривая 4) сигнал на выходе фотоприемника уже будет амплитудно- и фазопеременным еще при наличии рассогласования между поляризационными элементами (кривая 6). Ноэтому, несмотря на получение первого минимального значения сигнала рассогласования, продолжаем отработку угла между поляризационными элементами в соответствии с появивщимся после первого минимума сигнала рассогласования. В результате безостановочной отработки угла рассогласования в обоих направлениях от текущего положения получаем последовательность минимальных значений 5 (график г), временной интервал между которыми изменяется в зависимости от величины угла рассогласования. Отработку угла рассогласования необходимо продолжать до тех пор, пока смежные временные интервалы не выровняются между собой по длительности. Выравнивание временных интервалов в процессе согласования поляризационных элементов легко наблюдать с помощью осциллографа при подаче сигнала на два входа со смещением одного из них на пол-периода частоты качки.

Используя тот факт, что во время качки поляризационных элементов при переходе их через положение с минимальным

0 значением сигнала рассогласования меняется фаза последнего относительно опорного сигнала (например, сигнала, подаваемого на модулятор), формируем с помощью фазочувствительного устройства разнополяр5 ные сигналы длительностью, определяемой длительностью между минимальными значениями сигнала рассогласования (график д). Пропуская два смежных сигнала через устройство сравнения (например, сложения) получаем сигнал, величина которого пропорциональна величине рассогласования между поляризационными элементами (или угла скручивания), и полярность определяет направление рассогласования. Полученный сигнал в дальнейщем используем для автоматического измерения величины ошибки измерения угла скручивания.

В случае отсутствия паразитного колебательного воздействия на поляризационные элементы последние, достигнув согласованного положения исполнительным устройством, за счет конечной величины чувствительности всей системы пройдут соглаS сованное положение, в результате чего появится сигнал рассогласования с противоположной фазой, который вновь заставит согласовываться поляризационные элементы с другой стороны и вновь пройдет через нулевое значение сигнала рассогласования. Таким образом, и в этом случае получаем последовательность нулевых значений сигнала частоты модуляции с равными временными интервалами между ними, так как

они определены постоянной чувствительностью системы.

В связи с тем, что общая точность измерения углов скручивания определяется точностью согласования поляризационных элементов, использование предложенного способа, исключающего ошибку, обусловленную б:олебательным воздействием, повышает точность измерения угла скручивания. Так как величина ошибки определяет ся частотой колебательного воздействия