Библиотека 4

Библиотека 4

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

373624

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соииалистических

Реслублик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 08.11.197i1 (рг 1618О08/18-,1 О) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 12Л11.1973. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 28.Ч1.1973

М. Кл. G 0ilp 15 08

Комитет ло делам изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

УДК 531.768(088.8) Д. А. Гречинский, И. Я. Мансуров и В. Г. Рыгалин1! с „., ",;., п ) !, foal Q»

БИБЛОС (ЫйЬ

Авторы изобретения

Заявитель

УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСКОРЕНИЯ

Изобретен ие относится к области измерительной техн икки.

Известны устройства для измерения ускорения, содержащие последовательно расположенные оптический квантовый генератор, зеркало, укрепленное на испытываемом изделиями, вт позиционно-чувствительный фотоприемник, фазовый детектор, связанный с генератором опорного напряжения, селекторы по частоте и амплитуде и измерительный,прибор.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения благодаря тому, что оно снабжено последовательно соединенными преобразователем частоты в ток, квадратором така и перемножающим устройством, подключенными к выходу селектора по частоте, и преобразователем амплитуды iB ток, включенным между селектором по амплитуде и вторым входом перемножающего устройства, к выходу которого подключен измер|ительный прибор.

На чертеже приведена блок-схема описываемого устройства,,содержащего оптический квантовый генератор 1, оптические системы 2 и 3 для фокусировтои луча света от оптического квантового генератора 1 и отраженного луча от зеркала 4, закрепленного на испытываемом изделии 5, .позиционно-чувствительный фотоприемник б, фазовый детектор 7, генератор 8 опорного напряжения, селекторы по ча2 стоте 9 и амплитуде 10, преобразователь 11 амплитуды в ток, преобразователь 12 частоты в ток, квадратор И, перемножающее устройство 14 и измерительный прибор 15, Конструктивно устройство для измерения ускорения выполнено в виде двух опор, представляющ их собой треноги, на одной из которых установлен оптический квантовый генератор 1 с оптической системой 2, на другой

10 позиционно-чувствительный фотоприемник б с оптической системой 8. На опорах также установлен механизм перемещения, обеспечивающий посредством перемещений по вертикали, по горизонтали и по углу места точное

15 наведение луча квантового генератора 1 на испытываемый объект 5, а также прием луча, отраженного от зеркала 4.

Система обработки сигнала с поз иционночувствительного фотопр иемни ка б, содержа20 щая узлы 7 —:15, размещается в отдельной стойке.

В качестве источника оптического излучения применен оптический квантовый генератор 1 типа ЛГ-55 с фокусирующей системой

25 линз. В качестве позиционно-чувствительного фотоприемника б используется диссектор типа

ЛИ-6051, имеющий максимум спектральной характеристики на длине волны генератора типа ЛГ-55 (0,6328 мкм). Перед диссектором

30 установлена оптическая система для фо куси37 3624 ровни отраженного от зеркала 4 луча. Размеры зеркала 4 определяются размерами испытываемого издел ия 5 или его элемента, а также величиной вго перемещения.

На диссекторе расположены фокусирующая и отклоняющие катушки. Фокуоирующая катушка, подключенная ас стабилизированному источнику постоянного тока (на чертеже не показан), служ ит для фокусировки пучка электронов, вылетающих с фотокатода под действием оптического излучения. Этот .пучок электронов смещается относительно диафрагмы диссектора и íà его выходе появляются импульсы,,которые обрабатываются системой обработки сигнала.

Устройство работает следующим образом.

При включении вибростенда 1б изделие 5 начинает совершать колебательное движение.

На зеркало 4 с помощью механицизма перемещений направляют луч от оптического квантового генератора 1. Отраженный от зеркала

4 луч за счет колебательного движения зеркала становится пространственно-модулированным и попадает на различные участки позиционно-чувствительного фотоприемника б.

На выходе фотоприемника б появляется сигнал, фаза которого изменяется в соответствии с перемещением луча и, следовательно, в соответствии с изменением фазы. С выхода фазового детектора 7 сигнал разделяется на два канала: в одном из и их про исходит выделение амплитуды смещения изделия 5, в другом— выделение частоты вибрации. Выделение амплитуды смещения осуществляется селектором 10, представляющим собой, в частном случае, .пиковый детектор с токовой выходной цепью (на блок-схеме эта цепь обозначается в общем случае как преобразователь 11 амплитуды в ток). Ток ii, проходящий через нагрузку преобразователя 11, пропорционален амплитуде смещения изделия 5.

Определение частоты вибраций осуществляется селектором 9 (частотомером), затем частота преобразуется;в ток 4 в преобразователе 12. Токовый сигнал i> поступает затем на квадратор 13, на выходе которого выделяется сигнал, пропорциональный квадрату входного тока, т. е. i . В качестве ивадратора 18 может быть использован тирит.

Ток и 4 и i перемножаются в перемножающем устройстве 14, представляющем собой два суммирующих усилителя, на выходе которых включены тириты. На входы одного из суммирующих усилителей подаются токи и il, на выходе тирита, подключенного к этому усилителю, выделяется сигнал, равный (> + 2)

I+ =

На входы другого суммирующего усил ителя подаются токи и 4, на выходе тирита, подключенного к этому усилителю, выделяет(iq — ii) ся сигнал, равный 1

Сигналы l и 1 подаются на схему вычитания, на,выходе которой образуется оигнал, равный разности

/рез = 1+ I — = ki i

Этот сигнал регистрируется измерительным пр ибором 15. Можно показать, что этот сигнал 1„„пропорционален ускорению изделия.

Действительно, параметры вибрации (ускоре15 ние, частота и амплитуда) связаны между собой соотношением: а = ш A = (2 f) Л; где а — ускорение, м/сек, о — круговая частота, рад/сек, А — амплитуда смещения, м, / — частота колебаний, ги.

Предмет изобретения

Устройство для измерения ускорения, содержащее последовательно расположенные оптический квантовый генератор, зеркало, ук45 репленное на испытываемом изделии, и позиционно-чувствительный фотоприемник, фазовый детектор, связанный с генератором опорного напряжения, селекторы по частоте и амплитуде и измерительный прибор, отличаю50 и ееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено последовательно соединенным и преобразователем частоты в ток, квадратором тока и перемножающим устройством, подключенными к выходу се55 лектора по частоте, и преобразователем амплитуды в ток, включенным между селектором,по амплитуде и вторым входом перемножающего устройства, к выходу которого подключен измерительный пр ибор.

Сопоставление этой формулы с значением результирующего тока показывает их соответствие, так как ток i> — пропорционален амплитуде А, а ток i пропорционален частоте колебаний fg. Соответствие коэффициента k

2 и постоянного числа может быть по5 10 добрано с помощью масштабных резисторов в суммирующих усилителях и в схеме вычитания перемножающего устройства 14.

Измерительный прибор 15 градуиро ван в единицах ускорения g.

37I3624

Составитель В. Жилейкина

Техред Л. Грачева

Корректор А. Степанова

Редактор С. Хейфиц

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1725/6 Изд. Мз 1439 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5