Устройство для измерения виброперемещений Советский патент 1982 года по МПК G01H9/00 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРОПЕРЕИЕЩЕНИЙ

1

Изобретение относится к вибройзмерительной технике и предназначено для измерения вибромеремещений оптическим методом.

По основному авт. св. W из-; вестно устройство для измерения виброперемещений, содержащее осветитель с конденсором, измерительный микроскоп и расположенную между ними маску с прорезью и прямоугольными отверсти- ,д ями, составляющими растр, шаг которого равен длине прорези 1.

Недостатком устройства является ограниченный диапазон измеряемых перемещений, так как увеличение диапа- 5 зона связано с увеличением количества прямоугольных отверстий, выполняемых в маске. Эта возможность ограничена следующими причинами: для четкой различимости полос, образуемых отверсти- м ями при перемещениях, с целью их подсчета, они должны быть разделены достаточными интервалами и в то же время не выходит ь за пределы зрения измерительного микроскопа. Уменьшение размеров прямоугольных отверстий с целью увеличения их количества при достаточных интервалах ограничено технологическими возможностями. Кроме того, затрудняется подсчет большого коли чесства полос, образуемых при вибрации прямоугольными отверстиями, особенно на малых частотах, ниже 4-х Гц, тем самым увеличивается вероятность ошибки подсчета.

Цель изоб|эетения - расширение диапазона измеряемых переме,щений.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем осветитель с конденсором, измерительный микроскоп и расположенную между ними маску с прорезью и прямоугольными отверстиями, составляющими растр, шаг котороrd равен цгмне прорези, в маске параллельно основной прорези на стороне ее, противоположной расположению прямоугольных отверстий, выполнены параллельные основной дополнительные четыре прорези, составляющие растр с шагом, равным сумме шагов растра, составленного прямоугольными отверстиями, основная и близлежащие к ней три дополнительные прорези и осветитель снабжены поляроидами, поляроиды прорезей установлены так, что п/1Ьскости поляризации соседних поляроидов сдвинуты последовательно относительно друг друга на 45°, а поляроид осветителя установлен с возможностью измене ния направления плоскости поляризации На фиГо 1 показана функциональная схема устройства; .на фиг. 2 - ма.ска; на фиг. 3 - видимая в поле зрения микроскопа картина, образуемая освещенными прорезями и прямоугольными отверстиями. Устройство содержит осветитель .1 с конденсором 2 и поляроидом 3, Установленным с возможностью поворота его плоскости поляризации на ЗбО° с фикса цией через 45°, служащим для формирования поляризованного светового потока на маску 4, закрепленную на вибрирующем объекте 5. В маске 4 выполнено пять прорезей размером 1x0,1 мм, составляющие растр 6 (фиг. 2) с шагом 15 мм, на расстоянии 1-го мм от него выполнен другой растр 7 с шагом 1 мм, составленный из прямоугольных отверстий размером 0,1х 0,02 мм, расположенными ступенчато с интервалами 0,02 мм. Маска 4 фиг. 1 на вибрирующем объекте крепится так, чтобы прорези растра 6 были перпендикулярны направлению вибрации. Основная и близлежащие к ней три дополнительные прорези снабжены поляроидами 8, последние установлены так, что плоскости поляризации соседних поляроидов сдвинуты последовательно относительно друг друга на 5 За маской расположен измерительный микроскоп 9 с микрометрическим винтом 10, служащий для определения составной части виброперемещений путем визуального подсчета количества полосок 11 (фиг, 3) и путем линейного измерения с помощью микрометрического винта 10 (фиг, 1). Микроскоп 9 имеет механизм 12 вертикального перемещения Перед работой производят юстировку измерительмого устройства. При юстировке проверяется правильность наведения микроскопа в горизонтальной пло скости, которая характеризуется симметричным расположением одной из прорезей растра 6 в- поле зрения микроско па 9, а также проверяется перпендикулярность прорезей растра 6 маски 4 плоскости вибрации. Для этого вибрирующему объекту 5 задаются виброперемрщения, близкие пределу измерения данного устройства. Освещенные осветителем 1 через конденсор 2 и поляроид 3 прорезь, не снабженная поляроидом, и прямоугольные отверстия на маске k видны в микроскоп 9, как размытые светлые полосы: узкие 11 (фиг. 3), образованные прямоугольными отверстиями растра 7 (фиг. 2) и широкая 13 полоса «(фиг. 3), образованная прорезью растра 6 о Полосы, образованные остальными прорезями растра 6 из-за поляроидов 8, которыми они снабжены, освещены на 50% слабее, и, таким образом, не мешают рассматривать границы вышеупомянутых полос. Если внешние стороны первой и последней узких полос 11 не совпадают с внешними сторонами широкой полосы 13, то маске t в отсутствие вибрации придается такое положение, чтобы при вибрации эти стороны совпадали. Измерения в.иброперемер4ений производят, наблюдая в окуляр микроскопа 9. Плоскость поляризации поляроида 3 осветителя 1 направляют параллельно плоскости поляризации поляроида 8, которым снабжена 1-я щель растра 6. Одну из рисок It (фиг. 3) микроскопа 9 совмещают с торцом широкой полосы 13 (фиго 3) механизмом 12 (фиг. 1) вертикального перемещения микроскопа 9, и риску 15 (фиг. 3), механически связанную с микрометрическим винтом 10 (фиг. 1) микроскопа 9, совмещают с торцом узкой полосы 11, которая не доходит до широкой полосы 13 (фиг. 3) на расстояние Р,и измеряют его с помощью шкал микроскопа 9. Визуально подсчитывают количество п светлых узких подос 11, перекрываемых широкой полосой 13. Эти величины подставляют в формулу для определения виброперемещений Р (п+1)-В, где Н - длина шага растра; В - расстояние между торцами широкой и узкой полос; п - количество светлых узких полос перекрываемых широкой полосой. Если перемещение больше 15 Н используется вторая более удаленная прорезь растра 6 от растра 7, больше 30 Н - третья и т. д. Совмещением плоскости поляризации поляроида 3 с плоскостью поляризации одного из поляроидов 8, которым снабжена используемая для измерений прорезь, достигается наибольшая освещенность ее по сравнению с предыдущими и затемнение на 50 или 100 остальных трех прорезей. Крайняя прорезь растра 6 поляроидом 8 не снабжена, так как светлая полоса, образуемая ею, не попадает в поле зрения микроскопа 9 при использовании остальных прорезей. В общем случае для вычисления Р величины п или подставляют в . формулу

(п-1) - EtK-m-H, где К - номер используемой прорези в

порядке ее отдаленности; m - общее количество прямоугольных отверстий в растре 7.

Применение устройства позволяет значительно расширить диапазон измеряемых перемещений. Формула изобре те н и я

Устройство для измерения виброперемещений по авт. св. № 777б7, отли чающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых перемещений, в маске параллельно основной прорези на стороне ее, прютивоположной расположению прямоугольных отверстий, выполнены параллельные основной дополнительные четыре прорези, составляющие растр с шагом, равным сумме шагов растра, составленногопрямоугольными отверстиями, основная и близлежащие к ней три дополнительные прорези и осветитель снабжены поляроидами, поляроиды прорезей установлены так, что плоскости поляризации соседних поляроидов сдвинуты последовательно относительно друг друга на поляроид осветителя установлен с возможностью изменения направления плоскости поляризации.,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

.