Способ измерения амплитуды колебаний

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ ЕСПУБЛИК 19) ГОСУДАРСТВЕпНЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР О Т ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Бюл, М 40 ин свидетельство ССС, 6 01 В 11/00, 1986 свидетельство ССС6 01 В 11/00, 1981. ельдля усов эле- изоние относитсяможет быть исплитуды колебиения валов,чных конструк к измери пользован аний корп вибрации ций. Цель Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитуды колебаний корпусов двигателей, биения валов, вибрации элементов различных конструкций,Известны способы измерения амплитуды колебаний, основанные на освещении контролируемого объекта и анализе промодулированного объектом и проходящего либо отраженного излучения,Из них наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения амплитуды колебаний, по которому пучок излучения направляют на щелевую маску, скрепленную с контролируемым объектом; смещают кромку основного элемента отсечения, чтобы в оптический визир была видна только вибрирующая кромка щелевой маски; затем дополнительным(21) 4875096/2 (22) 06.08.90 (46) 30.10,92. (72) В.Н,Яковк (56) Авторское М 896393, кл.Авторское В 1223029, клАвторское М 890069, кл. (54) СПОСОБ КОЛЕБАНИЙ (57) Изобрете ной технике и измерения ам двигателей, б ментов разли НИЕ ИЗОБР ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ)5 6 01 Н 9/00,6 01 В 11/О бретения - повышение точности измерений. Пучок коллимированного излучения направляют на.кромку контролируемого объекта и перемещают его, например, при помощи поступательного перемещения зеркала, установленного по ходу излучения наклонно к оси пучка. Смещают пучок так, чтобы его ось касалась кромки объекта последовательно в крайних точках колебания, Величину смещения регистрируют по моментам уменьшения в два раза амплитуды излучения, промодулированного объектом, например при помощи фотоприемника, установленного в ходе промодулированного излучения. Амплитуда колебаний контролируемого объекта равна половине величины зарегистрированного смещения пучка излучения, 1 ил. элементом отсечения ограничивают световой поток с противоположной стороны. Повеличине выходного фототока, используяданные калибровки, определяют амплитудуколебаний,Недостаток этого способа - низкая точность измерения из-за несовершенной однородности светового потока по сечению,нестабильности светового потока во времени, наличия погрешностей в преобразовании положении элементов отсечения вфототок, обусловленнь 1 х нелинейностью фотоприемника.Цель изобретения - повышение точности измерений за счет перехода от измерения фотометрических характеристик кизмерению геометрических параметров.Указанная цель достигается тем, что поспособу. заключающемуся в том, что на 1772634правляют пучок излучения в зону колебаний контролируемого обьекта и принимают излучение, промодулированное контролируемым объектом, согласно изобретения, смещают пучок излучения, регистрируют положения пучка при касаниях его оси с объектом в крайних точках колебания и по эарегистрировайнай величине смещения пучка судят аб амплитуде колебаний,На чертеже представлена принципиальная схема устройства, реализуемого способ измерения амплитуды колебаний.Устройство содержит источник 1 параллельного пучка излучения (лазер), коллиматор 2, зеркало 3, перемещаемое поступательно с помощью микрометрического винта 4, с нониусной шкалой 5 для измерения перемещений зеркала 3. Угол падения пучка излучения на зеркала выбирают достаточно острым например 45 О), При этом. поступательное движение зеркала 3 обеспечивает параллельное смещение отраженного им пучка. Расположение зеркала 3 и микрометрического винта 4. выбирают таким, чтобы направление смещения зерка- ла 3, ось пуска и направление колебаний находились в одной плоскости здесь - в плоскости чертежа), По ходу отраженного от зеркала 3 пучка располагают контролируемый колеблющийся обьект 6 так, чтобы пучок касался его кромки 7 и попадал на фотоприемник 8.Амплитуду колебаний обьекта 6 определяют следующим образом, Пучок коллимированного излучения от источника 1 направляют на зеркало 3, которое отклоняет его в сторону контролируемого объекта 6.С помощью микрометрического винта 4 смещают зеркало 3 так, чтобы пучок излучения касался кромки 7 в нижнем крайнем полокении обьекта б. Момент касания устанавливают по уменьшению фототока с фотоприемника 8,.на который попадает излучение, промодулированное обьектом 6, При этом регистрируют положение пучка по показанию наниусной шкалы 5 микрометрического винта 4. Затем перемеЩают зеркало , З,обеспечивая касание пучком кромки 7 обьекта 6 в верхней крайней точке колебаний и снова регистрируют положение пучка моменту уменьшения фототока, Таким образом модуляция пучка осуществляется тол ко в крайних положениях колеблющегося обьекта 6, а процесс измерения амплитуды колебаний сводится к определениюсмещения светового пучка иэ одного измерительного положения в другое, при этом амплитуда колебаний составляет половину расстояния между этими измерительными положениями. Поскольку реальный пучок имеет конечную ширину, измерительные положения пучка регистрируют по моменту касания с кромкой 7 обьекта 6 на границы пучка, а его оси. Этот момент в случае асесимметричного по интенсивности пучка ус" танавливают по уменьшению амплитуды фатотока в два раза,В устройстве, реализующем данный способ, расстояние между двумя измерительными положениями луча определяют па смещению зеркала 3 с помощью нониуснай шкалы 5 микрометрического винта 4, Поперечное смещение В зеркала 3, равное перемещению микрометрического винта 4 приводит к смещению пучка на величи- ну й =2 фз 1 пф,где р - угол падения пучка излучения. на зеркало 3. Амплитуда колебаний равна полавине величины эарегестрирован ного смещения пучка излучения.При формировании светового пучка необходимо обеспечивать его минимальную ширину в направлении контролируемых колебаний. Реально достижимо сжатие пучка рехада от измерения амплитуды.фототака непосредственно к изменению величины перемещений, что исключает погрешности,связанные с промежуточнымвпреобразованиями. Формула изобретения Способ измерения амплитуды колебаний, заключающийся в том, что направляют пучок излучения.в зону колебаний контролируемого объекта и принимают излучение,прамодулированное контролируемым обьектом, о т л и ч а ю щ и й с я .тем, что с целью повышения точности измерений; смещают 50 пучок излучения, регистрируют положение пучка при касаниях его аси с обьектам в крайних точках колебания и па зарегистри рованной величине смещения пучка судят об амплитуде колебаний до 5 мкм. Эта величина определяет точность измерений по данному способу,35 Способ позволяет повысить точность измерений амплитуды колебаний за счет пе.Мотыль Редакто о изводственно-издательский комбинат "Патент",. г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 аз 38ВНИИ Тираж осударственного комите 113035, МоскваПодписное по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРЖ, Раушская наб 4/5