Устройство для измерения линейных перемещений объектов Советский патент 1981 года по МПК G01B11/00 G02F2/00 

(Sk) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТОВ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения малых вибро перемещений объектов. Известно устройство для измерения линейных перемещений объектов, содер жгщее систему формирования муаровых полос, линейку фотоприемников, связанную с ней, и блок индикации. Устройство также содержит блок обработки информационных сигналов, вход которого подключен к фотоприемникам, а выход соединен с блоком индикации 1 . Недостатком устройства являются фазовые сдвиги, вызываемые возможным нестационарным изменением амплитуды информационных сигналов, снимаемых с одного из фотоприемников, приводящие к погрешностям измерения. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения ли нейных перемещений объектов, содержа щее систему формирования интерференционных или муаровых полос, соединенную с ней линейку фотоприемников и блок индикации. Устройство также содержит блок обработки и интерполяции информационных сигналов, входы которого подключены к фотоприемникам, а выход соединен с блоком индикации 2. Недостатком устройства является сложность измерения малых виброперемещений объектов. Цель изобретения - обеспечение возможности измерения виброперемещений. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком пространственной селекции фотоприемников, входы которого подключены к фотоприемникам, а выход соединен с блоком индикации. Кроме того, блок пространственной селекции фотоприемников состоит из узла частотной селекции, анализирующего узла, узла управления, коммутатора, и сумматора, входы узла частотной селекции подключены к входу блока пр странственной селекции фотоприемнико высокочастотные выходы соединены с информационными входами коммутатора, выходы которого соединены с входами сумматора, выход которого соединен с выходом блока пространственной селек ции фотоприемников, низкочастотные выходы узла частотной селекции соединены с входами анализируемого узла, выходь которого соединены с входами узла управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора. На фиг. 1 представлена функциональ ная схема устройства; на фиг. 2 - фун циональная схема анализируемого узла Устройство содержит систему 1 фор рования интерференционных или муаров прлос, линейку 2 фотоприемников, бло 3 пространственной селекции фотоприемников, состоящий из узла k частотной селекции, анализирующего узла 5 узла 6 управления, коммутатора 7 су матора 8, блока 9 индикации. Анализирующий узел 5 состоит из дифференциальных усилителей 10, источника 11 опорного напряжения, ключевых элемен тов 12, компараторов 13, генератора 1 пилообразного напряжения, триггеров 15, логического элемента 16 ИЛИ, генератора 17. Устройство работает следующим образом. Из интерференционной картины, сфо мированной системой 1 формирования интерференционных или муаровых полос, .выделяется участок, соответствующий переходу от светлой к темной полосе, который проецируется на линейку 2 фотоприемников, на выходе которых формируются сигналы, пропорциональные распределению освещенности вдоль выделенного участка. При виброперемещениях объекта происходит сканирование интерференционной полосы.по фотоприемникам, а результате чего на их выходах 4)ормируется электрический сигнал, среднее значение которого связано с пространственным положением фотоприемника относительно интерференционной полосы, а переменная составляющая связана с величиной виброперемещения, а также с пространственным положением фотоприемника. Блок 3 пространственной селекции фотоприемников подключает к блоку 9 индикации тот фотоприемник, который пространственно расположен на участке, соответствующем середине между максимальными и минимальными освещенностями интерференционной полосы. Блок 9 индикации индицирует переменный электрический сигнал, амплитуда которого пропорциональна величине виброперемещений объекта. Сигналы с выходов линейки 2 фотоприемников поступают на вход узла k частотной селекции, осуществляющего разделение переменной и постоянной составляющих сигналов фотопр ие мн и ко в. Постоянные составляющие сигналов фотоприемников поступают на вход анализирующего узла 5, производящего сравнение постоянных составляющих сигналов фотоприемников с заданным значением. Узел 5 формирует сигнал управления, который через узел 6 управления поступает на один из управляющих входов коммутатора 7, на информационные входы которого поступают переменные составляющие сигналов, снимаемых с фотоприемников, выделенные узлом частотной селекции. Коммутатор 7 подключает к сумматору 8 канал, соответствующий фотоприемнику npoctpaHCTBeHHO расположенному на середине между максимумами и минимумами освещенности интерференционной полосы. При этом каналы, соответствующие другим фотоприемникам, блокируются коммутатором 7. Сигнал с выхода сумматора 8 поступает на блок 9 индикации. Анализирующий узел 5 работает следующим образом. Входные информационные сигналы поступают на первые входы дифференциальных усилителей 10, на вторые входы которых подается опорный сигнал с источника М опорного напряжения. Выходные сигналы с дифференциальных усилителей 10 поступают на входы компараторов 13, где они периодически сравниваются с сигналом, формируемым генератором И. При превышении сигнала, формируемого генератором 14,. наименьшего из напряжений, снимаемых с выхода дифференциальных усилителей 10, один из компараторов 13 изменяет свое состояние. Сигнал 5 с выхода компаратора 13 перебрасывает соответствующий триггер 15 выходной сигнал с которого поступает на выход анализирующего узла 5 также на логический элемент 16 ИЛИ, выходной сигнал с которого блокирует генератор 14. Управление работой узла осуществл ется генератором 17, сигналы с которого периодически сбрасывают триггеры 15, запускают генератор 14 пилообразного напряжения, а после оконча ния циклоанализа величины входных сигналов, управляют ключевыми элемен тами 12, блокирующими входные информационные сигналы. . Формула изобретения 1. Устройство для измерения линей ных перемещений объектов, содержащее систему формирования интерференционных или муаровых полос, связанную с ней линейку фотоприемников и блок ин дикации, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения виброперемещений, оно снабжено блоком пространственной селекции фотоприемников, входы которого, подключены к фотоприемникам, а выход соединен с блоком индикации. 2 2. Устройство по п.1, от ли чающееся тем, что, блок пространственной селекции фотоприемников состоит из узла частотной селекции, анализирующего узла, узла управлениь, коммутатора и сумматора, входы узла частотной селекции подключены к входу блока пространственной селекции фотоприемников, высокочастотные выходы соединены с информационными входами коммутатора, выходы которого соединены с входами сумматора, выход которого соединен с выходом блока пространственной селекции фотоприемников, низкочастотные выходы узла частотной селекции соединены с входами анализирующего узла,выходы которого соединены с входами узла управления, выходы ко-. торого соединены с управляющими входами коммутатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Фотоэлектрические преобразователи информации. Под ред. Л.Н.Преснухина, М., Машиностроение, ТЭ, с. 179-181. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке tf 2398539/18-28, кл. G 01 В 11/00, G 01 В 19/39, 1978 (прототип).