Способ измерения амплитуд синусоидальных механических колебаний

(5.1) 5 В 21/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 172064, кл, 0 01 Н 9/00, 1964.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫСИНУСОИДАЛБНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения влияния погрешности измерения амплитуды интерференционного сигнала, Способ заключается в определении моментов Ъ перехода уровня электрического сигнала, полученного при преобразовании интерферограммы контролируемого объекта, через уровень, соответствующий средней освещенности интерферограммы, и определении амплитуды колебаний по моментам т 1. 2 ил., Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля вибраций.Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения влияния погрешности измерения амплитуды интерференционного сигнала,На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Устройство, реализующее способ, состоит из оптически связанных монохроматического источника 1 света, интерферометра 2 и фотоэлектрического преобразователя 3, пикового детектора 4 максимальных напряжений, пикового детектора 5 минимальных напряжений, суммирующего усилителя 6, схемы 7 сравнения, измерителя 8 временных интервалов, генератора 9, усилителя 10 мощности, вибропреобразователя 11, дифференцирующего усилителя 12, детектора 13 нулевых напряжений, вычислительного блока 14, выход фотоэлектрического преобразователя 3 соединен с входами пиковых детекторов 4 и 5 и первым входом схемы 7 сравнения, второй вход которой соединен с выходами пиковых детекторов 4 и 5, а выход схемы 7 сравнения соединен с первым входом вичислительного блока 14 и с входом измерителя 8 временных интервалов, выход которого соединен с вторым входом вычислительного блока 14, выход генератора 9 соединен через дифференцирующий усилитель 12 и детектор нулевых напряжений 13 с третьим входом вычислительного устройства 14, а вход вибропреобразователя 11 через усилитель мощности 10 соединен с выходом генератора 9. Способ реализуется следующим образом,.С помощью генератора 9, усилителя 10 и вибропреобразователя 11 воспроизводят синусоидальные механические колебания, а с помощью монохроматического источника света Ч и интерферометра 2 формируют движущиеся интерференционные полосы, которые подвергают фотоэлектрическому преобразованию на фотоэлектрическом преобразователе 3, из выходного сигнала которого при помощи пикового детектора максимальных напряжений 4, пикового детектора минимальных напряжений 5 и суммирующего усилителя 6,имеющего на своем выходе напряжение, равное полусумме входных напряжений, формируютфнапряжение, соответствующее, средней освещенности интерференционных полос, с которым сравнивают при помощи схемы сравнения 7 сигнал фотоэлектрического преобразователя 3. По импульсному сигналу с выхода схемы сравнения 7 считывают показания измерителя временных интервалов 8 в вычислительное устройство 14 и запускают новый цикл измерений времени, измерителя временных интервалов 8. Синусоидальный сигнал с генератора 9 подают на дифференцирующий усилитель 12 и детектор нулевых напряжений 13, импульсный выходной сигнал которого, появляющийся при равенстве нулю его входного напряжения в моменты достижения механическими колебаниями своих крайних положений, направляют в вычислительное устройство 14.Появление в моменты достижения механическими колебаниями Х (с) (фиг. 2) своих крайних положений импульсов 01(фиг. 2) на выходе детектора нулевых напряжений 13 свидетельствует о том, что ближайшее значение, которое будет считано с измерителя временных интервалов 8 импульсным сигналом схемы сравнения 7 и есть.промежуток времени между переходами электрического сигнала фотоэлектрического преобразователя 02 (фиг. 2) через значение, соответствующее средней освещенности интерференционных полос, включающий момент достижения механическими колебаниями своего крайнего положения, Вычислительное устройство 14 подсчитывает также количество импульсов на выходесхемы сравнения 7 за время между импульсами на выходе детектора нулевых напряжений 13 и по полученным данным вычисляет амплитуду колебаний.Электрический сигнал на выходе фотоэлектрического преобразователя определяется выражением: 27 Гл02 = с 1 з 1 и -у- (до +2 Асоз - 1 + бо,Т где с 1 - постоянный коэффициент;. с 1 О - постоянное значение, соответствующее средней освещенности интерференционных полос;до - постоянная величина - начальная разность хода света.Сигнал 02 переходит через значение Оо в моменты времени, определяемые соотношением: 2 ж г юг-у до+2 Асоз --=О,2 л тнТ 22 Л гт до +2 Асов ----= - (1 - 1) в21 с Т окТ 2 2 2-уАсов( - "+сов= (1 - 1)л з)п- 1) 1+1 - яп А = - 1)8 где А - длина волны интерферо5 ф Составитель М, КузнецовТехред М.Моргентал Корректор О. Кравцова Редакт Заказ 2257 Тираж 380 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб 4/5 Производст издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 где и - номер по порядку перехода сигнала 02 через значение оо;то - момент времени и-го перехода сигнала 02 через значение до,Таким образом, гЪ - промежуток времени между 1-м и 0-м переходами синала 02 через значение бо, а т; - между (1-1)-м и 1-м переходами.Учитывая, чтоон Т окто = - , 1-1 = -2 2 2для п=О,- 1 получаем: Вычитая зти уравнения одно иэ другого, и тем самым исключая параметр до, получаем: Отсюда, после простых преобразований находим, цто В ЭтОй ФОРМУЛЕ ВТОРОЕ СЛааЕМОЕ 1 вквадратных скобках определяется дробными частями,интерференционных полос,Значения промежутков) времени гн, гк иэ 5 меряют с высокой точностью, что и определяет высокую точность предлагаемогоспособа,формула изобретения 10 Способ измерения амплитуд синусоидальных механицеских колебаний, заключающийся в формировании интерферограммы контролируемого объекта, преобразовании интерферограл 1 мы в элек трический сигнал и определении по немуамплитуды колебаний контролируемого объекта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, определяют моменты О перехода уровня электрическо го сигнала через уровень, соответствующийсредней освещенности интерферограммы, измеряют длительность ти гвременных интервалов между моментами перехода уровня, вкл)очающих моменты достижения 25 колебаниями своих крайних значений, подсчитывают количествомоментов 1) за период Т механицеских колебаний, а амплитуду определяют по формуле