Устройство для измерения малых угловых скоростей

Устройство для измерения малых угловых скоростей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<11> 476И!

Саве Саеетсиии

Сециелистичесйик

Реслублии

Ф,"М ) е) .-",)) (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 07.06.72 (21) 1793964/18-10 (51) М. Кл. G Olp 3/68

C 01р 3/36 с присоединением заявки М 1809194/18-10

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 05.07.75. Бюллетень М 25

Дата опуоликования описания 14.11.75 (53) УДК 531.776(088.8) (72) Авторы изобретения

Л. Н. Шахнин, Н. И. Певунов, Ю, М. Толченов, Я. Ш. Хайкин и Б. А. Ершов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ УГЛОВЫХ

СКОРОСТЕЙ

Изобретение относится к области измерений параметров движения.

Известные устройства содержат интерферометр, блок обработки сигналов с интерферометра и блок регистрации сигналов.

Цель изобретения — повышение точности измерения средней скорости и автоматизация процесса измерения. Это достигается тем, что устройство снабжено датчиком разрешения начала отсчета, выполненным в виде фотоприемника, системы зеркал для направления светового луча на фотоприемник и двух диафрагм, одна из которых закреплена на неподвижной части интерферометра, а другая — на подвижной части интерферометра таким образом, что в исходном положении щели диафрагм расположены в одной вертикальной плоскости.

Кроме этого, в устройство введен блок автоматики, состоящий из трех последовательно соединенных блокинг-генераторов задержки и триггера формирования строб-импульса по длительности, образующих замкнутый контур так, что выход третьего блокинг-генератора подключен к первому входу триггера, к которому подключен также выход блока формирования сигналов; второй вход триггера подсоединен к выходу блока реверсивного счетчика угла, а выход триггера подключен ко входу блока измерения интервалов времени, выход которого подсоединен ко входу блока памяти, к другому входу блока памяти подключен выход первого блокинг-генератора, а к нулевой шине блока измерения интервалов времени подключен выход второго блокинг-генератора.

На фиг. 1 схематически представлено предложенное устройство; на фиг. 2 — упрощенная функциональная схема блока автоматики, в котором формируются интервалы времени прохождения заданного угла.

1о Устройство состоит из двух основных частей — лазерного интерферометра 1 и электронно-регистрирующего блока 2.

Лазерный интерферометр 1 имеет подвижную часть 3, установленную на объекте, ско15 рость которого измеряется, и неподвижную часть 4. Основными элементами подвижной части интерферометра являются угловые зеркала 5 и 6, установленные на отражателе 7, диафрагма 8 и зеркала 9 и 10.

20 Основными элементами неподвижной части интерферометра являются источник света— лазер 11, три фотоприемника 12 — 14, подключенные к электронно-регистрирующему блоку

2, диафрагма 15 и система зеркал 16 — 27.

25 Электронно-регистрирующий блок состоит пз блока формирования сигналов 28, ко входам которого подключены фотоприемники 12—

14; блока реверсивного счетчика 29, ко входу которого подсоединен один из выходов блока зо формирования сигналов 28; блока автоматики

4765)) чального исходного положения происходит совпадение щелей подвижной 8 и неподвижной диафрагмы 15, и луч света от лазера с помощью системы зеркал проходит через них и направляется зеркалом 27 на фотоприемник

14, который выдает сигнал разрешения отсчета.

Этот сигнал в виде одиночного импульса поступает в блок формирования сигналов 28, разрешая тем самым прохождение импульсов интерференционных полос в этот блок от фотоприемников 12 и 13. Эти импульсы, цена по углу которых на выходе из блока 28 равна

0,108 угл. сек, поступают в блок 29, где формируется необходимый программный угол, величина которого выбирается в зависимости от величины скорости и времени ее осреднения.

Первый импульс поступает с блока формирования сигналов 28 в блок автоматики 30 на первый вход триггера 37 (фиг. 2). Триггер 37 срабатывает и с блока генератора эталонной частоты 32 (фиг. 1) импульсы кварцевой частоты поступают в блок измерения интервалов времени 31. Сигналом окончания прохождения фиксированного углового интервала является импульс, поступающий с блока реверсивного счетчика угла 29 на второй вход триггера 37 (фиг. 2). В результате положительный фронт с первого выхода триггера, поступая в блок измерения интервалов времени 31 (фиг. 1), прекращает поступление импульсов кварцевой частоты из блока 32 в блок 31.

Отрицательный фронт со второго выхода триггера 37 (фиг. 2) запускает цепочку из трех последовательно соединенных блокинг-генераторов задержки 38 — 40. По сигналу с блокинг-генератора 38 осуществляется считывание информации о времени прохождения фиксированного угла. Импульс с блокинг-генератора 39 сбрасывает в нуль счетчик времени

Импульс с блокинг-генератора 40 возвращает триггер 37 в исходное состояние для формирования начала следующего измерения време45 ни прохождения углового интервала, конец которого вновь определится импульсом, приходящим на триггер 37 с блока 29.

),д

30, ко входам которого подключены выходы счетчика 29 и второй выход блока 28; блока счета интервалов времени 31, ко входам которого подключен один из выходов блока автоматики 30 и выход генератора эталонной частоты 32; блока памяти 3, ко входам которого подсоединены выход блока 31 и второй выход блока 30; блока дешифратора 34, к входу которого подключен выход блока памяти 33, а к выходу — блок индикации 35; блока цифропечатающей машинки 36, входы которого связаны с блоком автоматики 30 и блоком памяти 3. .Основными элементами блока автоматики

30 являются триггер формирования строб-импульсов по длительности 37 и три блокинг-генератора задержки 38 — 40, которые образуют замкнутый контур.

Устройство работает следующим образом.

Луч света, выходящий из лазерного источника света 11, отразившись от зеркала 16, попадает на блок из четырех полупрозрачных зеркал 17 — 20.

В каждом плече интерферометра лучи попадают на угловые зеркала 5 или 6, установленные на подвижном отражателе 7, который жестко связан с платформой 3, отражаются от зеркал 21 и 22, попадают опять на зеркала 5 и 6 неподвижного отражателя и с помощью зеркал 23 и 24 направляются обратно в блок из четырех полупрозрачных зеркал, где они совмещаются зеркалом 19. В плоскости этого зеркала лучи интерферируют и образуется неподвижная интерференционная картина в виде полос равной толщины. Эта интерференционная картина с помощью зеркал 25 и 26 подается на диафрагмы фотоприемников 12 и 13. При повороте платформы с подвижной частью 3 лазерного интерферометра от исходного положения в направлении, указанном на чертеже, поворачивается отражатель 7 с зеркалами 5 и 6.

Расстояние в одном плече интерфсрометра от подвижного зеркала 5 до неподвижного плоского зеркала 21 уменьшается, а в другом плече от подвижного углового зеркала 6 до неподвижного плоского зеркала 22 увеличивается.

3а счет этого измеряется разность хода интерферирующих лучей и происходит движенис интерференционных полос.

Пропорционально движению полос на выходе двух фотоприемников 12 и 13 датчика углов поворота появляются сигналы изменения тока, в одном — по закону синуса угла поворота, в другом — по закону косинуса угла поворота. Сигналы с этих фотоприемников через соединительные кабели поступают в электронно-регистрирующий блок 2.

Для автоматического запуска от исходного положения подвижной и неподвижной частей лазерного интерферометра, обес: ечивая точное значение углов, служит датчик разрешения начала отсчета, состоящий из фотоприемника 14, системы зеркал 18, 19, 10, 27, а также подвижной диафрагмы 8 и неподвижной диафрагмы

15. При измерении угловой скорости от наВремя задержки импульса, приходящего на блокинг-генератор 38 с триггера 37 и приходящего вновь на триггер с блокинг-генератора

40 составляет 10 мк/сек. Таким образом происходит привязка измеряемых интервалов один к другому, то есть конец предыдущего интервала является началом следующего. Измерение угловой скорости происходит до тех пор, :.ока не заполнится емкость блока реверсивного счетчика угла 29 (фиг. 1), который после переполнения выдает команду на прекращение измерения в блок автоматики 30. Блок памяти

33 регистрирует информацию, содержащуюся в блоке измерения интервалов времени 31. Сигналы с блока памяти 33 поступают в блок 36, где информация измеряемого времени в деся ичном коде печатается на ленте. Одновремен476511 но информация об измеряемом времени прохождения углового интервала показывается в блоке индикации 35.

Предмет пзобретени»

1. Устройство для измерения малых угловых скоростей, содержащее интерферо метр, блок обработки сигналов интерферометра и блок регистрации сигналов, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения средней скорости и автоматизации процесса измерения, оно снабжено датчиком разрешения начала отсчета, выполненным в виде фотоприемника, системы зеркал для направления светового луча на фотоприемник и двух диафрагм, одна нз которых закреплена на неподвижной части интерферометра, а другая - — на подвижной таким образом, что в исходном положении щели диафрагмы расположены в одной гертикальной плоскости.

2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него введен блок автоматики, состо5 ящий из трех последовательно соединенных блокинг-генераторов задержки и триггера формирования строб-импульса по длительности, образующих замкнутый контур так, что выход третьего блокинг-генератора подключен к пер10 ному входу триггера, к которому подключен также выход блока формирования сигналов, второй вход триггера подключен к выходу блока реверсивного счетчика угла, а выход триггера подсоединен ко входу блока измерения

15 интервалов времени, выход которого подключен ко входу блока памяти, к другому входу блока памяти подключен выход первого блокинг-генератора, а к нулевой шине блока измерения интервалов времени подключен выход

20 второго блокинг-генератора.

476511

Г1

3!

3 Риг 1

Г3тор

ll

;,.у 4

TllllrIl p

I.oñãÿl3Iïелв А. Гавриленко

Редаl ëîð О. Филиииова Гскрсд Т. 3v4ироноьа Коррс, тор D. 13р3,3 c,:è;I

Заказ 2744/12 Изд. ¹ 884 Тираж 902 Г1олпи но.

ЦНИИПИ Государстве333юго комитета Говета Ми3и3с3рон Г(.ГР

tIo делам 33зобрстсllilil и огкрыт33й

Моск3вк 713,-3гк 1 II1333скаи 33 303., д. -1 5

3