Устройство измерения амплитуды механических колебаний Советский патент 1982 года по МПК G01B9/00 

(54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУД МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и кгажет быть использовано для измерения амплитуд ды механических колебаний, в частности для градуировки и проверки виброизмерительной аппаратуры.

Известно устройство для измерения амплитуд механических колебаний,.содержащее гомодинный интерферометр и узкополосный фильтр 1.

Недостаткс1мн устройства являются недостаточно высокая точность измерения и необходимость использования набора, настраиваемых на частоту колебаний фильтров.

Наиболее близким к изобретению является устройство измерения амплитуд механических колебаний, содержащее последовательно установленные источник двухчастотного когерентного излучения, поляризованный интерферометр, фотоприемник и узкополосный фильтр, генератор электрических колебаний и вибратор, скрепляемый с контролируемыгл объектом L2.

Недостатком известного устройства является недостаточно высокая точность измерения во всем диапазоне измерения вследствие того, что точное определение амплитуды колебаний

по пулевому значению выходного сигнала фотоприемника достигается только для нескольких дискретных значений амплитуды.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Для достижения цели устройства снабжено оптическим модулятором, установленным в опорном плече интер10ферометра между поляризатором и от- . ражателем и электрически соединенным с выходом генератора, и фазовраща- . телем, вход которого связан с выходом генератора, а выход - с входом

15 вибратора.

На чертеже представлена схема предлагаеглого устройства.

Устройство содержит последовательно установленные источник 1 двухчас20тотного когерентного излучения, поляризационный интерферометр, состоящий из светоделителя 2, поляризаторов 3-5, неподвижного отражателя б, от-. ражающей поверхности 7 платформы вибратора 8 и оптического модулятора 9, и фотоприемник 10 и узкополосный фильтр 11, генератор 12 электрических колебаний и фазовращатель 13.

Выход генератора 12 соединен с вхо30дом оптического модулятора 9 и входом фазовращателя 13, .выход которого электрически связан с входом вибратора 8. Устройство работает слёдуьадим образом;Составляюпше оптического излучени источника 1, различающиеся направлениями поляризации и частотой на величину Q , разделяются с помощыз светоделителя 2. Одна из состав.ляющих через поляризатор 3 и оптический модулятор направляется на непод вижный отражатель б, другая через поляризатор 4 - на отрахсающую поверх ность 7 подвижной платформа вибратора 8. Отраз(енные от отражателя 6 и поверхности 7 излучения проходят через поляризатор 5 на вход фотоприемника 10, Питание модулятора 9 и вибратора 8 осуществляется генерато ром 12, Оазовая згадержка вводится фазовращателем 13. Выход ой сигнал узкополосного фил тра 11, настроенного на разностную частоту S2 , равен ф tC VpIgCmfn) cos г t, где Кф г коэффициент пропускания фильтра} VQ - алшлитуда выходного сигнала фотоприемника) ID Cmfn) - функция Бесселя первого ряда нулевого порядка; ,ci. -. амплитуда контролируемьах колебаний, Л - длина световой волны, п 2sin (f/ V - сдвиг фазы, вносим Ш фазовращателем. При определенН1,1к значениях амплитуды механических колебаний вибратора 8, соответствуювщх нулям функции Бесселя нулевого порядка, сигнал.на выходе фильтра становится равныл нулю. При изменении фазового сдвига мож но изменять значение от О до 2. Устанавливая нулевое значение сигнала на выходе фильтра 11, можно при известном V определить агтлитуду колебаний ct . Таким образом, введение оптического модулятора и фазовращателя, установленных В1лшеописаннм образом , по зволяет повь1сить; точность опредеделения амплитуды .колебаний в предё-f лах дйапазона измерений. Формула изобретения Устройство измерения амплитуд механических колебаний, содерясащее последовательно установленЕ1ые источник двухчастотного когерентного излучения, поляризационный интерферометр, фотоприемник и узкополосный фильтр, генератор электрических колебаний и вибратор, скрепляемый с контролируеNbjM объектом, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабк но оптическим модулятором, установленным в onQpHOM плече интерферометра между поляризатором и отражателем и электрически соединенным с вьксодом генератора, и фазовращателем, вход которого связан с выходом генератора, а выход - с входом вибратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Застрогин Ю.Ф. и др. Вопросы аттестации вибраторов методами оптической интерферрометрии. - Метрология , 1S174, № 2, с. 26-34. 2.Застрогин Ю.Ф. Оптический гетеродинный метод измерения амплитуд механических колебаний, основанный на применении узкополосного фильтра. - Измерительная техника, 1973,№ 6, с. 90-91 (прототип).