Устройство для измерения фазочастотных характеристик механических колебаний

Устройство для измерения фазочастотных характеристик механических колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистическиих

Республик .

<1>765666 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 070878 (21) 2653270/18-28 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приори ет—

Опубликовано 230980. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 250980 (5()М Кп 3

G 01 H 9/00

G 01 В 9/02

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 534 ° 647 °.531.715.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Ф. Застрогин и А. М. Королев

Всесоюзный заочный машиностроительный институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании свойств пьезоэлектрических и магнитострикционных материа-.5 лон.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения фазочастотных характеристик механических колебаний, 10 содержащее источник излучения, вибратор, генератор, подключенный к вибратору, фазометр, регистратор, подключенный к выходу фазометра, переключатель сигналон с генератора и вибрато-15 ра на первый вход фазометра, интерференционную схему, включающую светоделитель, опорное. зеркало, подвижный по ходу луча отражатель, предназначенный для закрепления на исследуемом 20 объекте, и фотоприемник, соединенный выходом со вторым входом фазометра (1)..

Однако с помощью такого устройства нельзя измерять взаимную корреля- 25 цию фаз механических колебаний пс двум координатам, кроме того, оно имеет значительную погрешность вследствие ограниченного частотного диапазона и его дискретности. 30

Цель изобретения — измерение взаимной корреляции фаз механических колебаний по двум координатам и уменьшение погрешности.

Зто достигается тем, что грань подвижного по ходу луча отражателя, параллельна лучу, выполнена зеркальной, устройство снабжено тремя установленными в интерференционную схему поляризаторами, первый из которых стоит между снетоделителем и фотоприемником, второй — между светоделителем и опорным зеркалом, третий — между снетоделителем и подвижным по ходу луча отражателем, последовательно устанонленными между источником излучения и светоделителем электрооптическим элементом с электрическим генератором, четвертьволновой пластиной и светоделительным кубиком, дополнительной интерференционной схемой, включающей опорное зеркало, снетоделитель, два зеркала, фотоприемник и три поляризатора, первый из которых установлен между светоделителем и фотоприемником, второй — между светоделителем и опорным зеркалом, третий — между двумя зеркалами, двумя электрическими цепями одна из которых включает после-!

765666 довательно соединенные дискриминатор и усилитель, выход которого подключен к одному из входов фазометра,а вход дискриминатора — к выходу фотоприемника основной интерференционной схемы, другая цепь включает последовательно соединенные дискриминатор, усилитель и фаэометр, другой вход которого подключен к первому входу основного фазометра, выход — к другому входу регистратора, а вход усилителя под ключен к выходу фотоприемника дополнительной интерференционной схемы.

На чертеже дана схема устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, вибратор 2, генератор 3, подключенный к вибратору, фазометр 4 и регистратор 5, подключенный к выходу фазометра, .переключатель 6 сигналов с генератора 3 и вибратора 2 на первый вход фазометра 4, интерференционную схему, включакщую светоделитель 7, опорное зеркало 8, подвижный по ходу луча отражатель 9, предназначенный для закрепления на исследуемом объекте 10, и фотоприемник 11, соединенный выходом со вторым входом фазометра 4.

Грань подвижного по ходу луча отражателя 9, параллельная лучу, выполнена зеркальной. Устройство снабжено тремя поляризаторами 12, 13, 14=., установленными в интерференционной схеме, один из которых 12 стоит между светоделителем 7 и фотоприемником 11, другой 13между светоделителем 7 и опорным зеркалом 8, третий 14 — между светоделителем 7 и подвижным по ходу луча отражателем 9. Электрооптический элемент 15 с электрическим генератором

16, четвертьволновая, пластина 17 и светоделительный кубик 18 последовательно установлены между источником 1 излучения и светоделителем 7.

Ус1ройство снабжено дополнительной интерференционной схемой, включающей опорное зеркало 19, светоделитель 20, два зеркала 21 и 22, фотоприемник 23 и три поляризатора 24, 25, 26, один из которых 24 установлен между свето-. гой 25 — между светоделителем 20 и опорным зеркалом 19, третий 26 — между двумя зеркалами 21 и 22. Устройство содержит две электрические цепи, формула изобретения одна иэ которых включает последователь но соединенные дискриминатор 27 и усиУстройство для измерения фазочастотных характерйстик механических колебаний, содержащее источник излучения, вибратор, генератор, подключен, ный к вибратору, фазометр, регистра тор, подключенный к выходу фазометра, переключатель сигналов с генера тора и вибратора на первый вход фа; литель 28, выход которого подключен к одному из входов фаэометра 4, а вход дискриминатора 27 — к выходу фотоприемника 11 основной интерференционной схемы другая цепь включает последовательно соединенные дискриминатор 29, усилитель 30 и фазометр 31, другой вход которого подключен к первому входу основного фазометра 4, выход — к другому входу регистратора

5, а вход усилителя 30 подключен к выходу фотоприемника 23 дополнительной интерференционной схемы. зометра, интерференционную схему, включающую светоделитель, опорное зеркало, подвижный по ходу луча отражатель, предназначенный для закрепления на исследуемом объекте, и фотоприемник, соединенный выходом со вторым

Устройство работает следующим образом.

Свет от источника 1 излучения, прошедший через электрооптический элемент

15, преобразующий одночастотное излучение в двухчастотное, на выходе которого расположена четвертьволновая пластина 17, направляется на светоделительный кубик 18, где он делится на два луча, которые проходят на све(О тоделители 7 и 20.

Электрооптический элемент 15 пита ется от электрического генератора 16, который выдает два синусоидальных сигнала, сдвинутых по фазе на 90

Пройдя через светоделители 7, 20 и поляризаторы 13, 25, составляющая света с частотой Q + A проходит на опорные зеркала 8, 19,а составляющая света с частотой проходит на подвижный по ходу луча отражатель 9, эа20 -крепленный на исследуемом объекте 10, установленном на вибраторе 2, через поляризаторы 14, 26 и систему зеркал

21,, 22.

Если объект 10 измерения колеблетд5 ся с частотой одо, тогда частота изменяется за. счет эффекта Допплера ((,> — частота излучения источника;

A — величина, на которую изменяется частота излучения источника в электрооптическом элементе аоо — круговая частота колебаний вибратора).

Поляризаторы 12 и 24 позволяют выделить интерференционную картину, полосы которой перемещаются с частотой. й, что вызывает переменный фототок в фотоприемниках 11 и 23, выходные сигналы которых поступают на дискриминаторы 27 и 29, на выходе которых воспроизводятся аналоговые сигналы, пропорциональные скорости колеблющегося объекта по двум координатам. Эти сигналы, пройдя через усилители 28 и 30, поступают на один из входов фаэометров 4 и 31, с выходов которых сигналы поступают на регистратор 5.

45 Основным преимуществом изобретения является воэможность анализа взаимной баний делителем 20 и фотоприемником 23, дру корреляции фаэ механических колебани объекта, а также уменьшение погрешнос.ти измерений.

765666

ВНИИПИ Зак

Тираж 713 По входом фаэометра, о т л и ч а ю, — : щ а е с я тем, что, с целью измерения взаимной корреляции фаэ механических колебаний по двум координатам и уменьшения погрешности, грань подвижного по ходу луча отражателя, параллельная лучу, выполнена зеркальной, устройство снабжено тремя установленными в иитерференционную схему поляризаторами, один иэ которых стоит между светоделителем и фотоприемником, другой — между светоделителем и опорным зеркалом, третий — между светоде.лителем и подвижным по ходу луча отражателем, последовательно установленными между источником излучения и светоделителем электрооптическим элементом с электрическим генератором, четвертьволновой пластиной и светоделительным кубиком, дополнительной интерференционной схемой, включающей опорное зеркало, светоделитель, два 20 зеркала, фотоприемник и три поляризатора, один из которых установлен между светоделителем и фотоприемником, Филиай ППП Патент ., r. Ужгород, ул. Проектная, 4 другой — между сзетоделителем и опорным зеркалом, третий — между двумя зеркалами, двумя электрическими цепями, одна из которых включает последовательно соединенные дискриминатор и усилитель, выход которого подключен к одному иэ входов фазометра, а вход дискриминатора — к выходу фотоприемника основной интерференционной схемы, другая цепь включает последовательно соединенные дискриминатор, усилитель и фазометр, другой вход которого подключен к первому входу основного фаэометра, выход — к другому входу регистратора, а вход усилителя подключен к выходу фотоприемника дополнительной интерференционной схемы.

Источники информации, принягые во внимание при экспертизе

1. Бараш В. Я. Устройство для бесконтактного определения фаэочастотных характеристик виброизмернтельной аппаратуры. — Измерительная техника, 1970, Р 11, с. 31-34 (прототип).