Способ определения амплитуд вибраций и голографическая система для его осуществления

(59 4 0 01 Н 9/00 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ Н АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕПБСТВ(71) Новосибирский электротехнический институт(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМ 11 ЛИТУД ВИБРАЦИЙ И ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретенияявляется повышение точности измерений за счет исключения 1 влияния погрешности, обусловленной некратностьюамплитуды вибраций и четвертью длинывалны излучения лазера. Голографическая система, реализующая способ определения амплитуд вибраций, содержитинтерферометр 1 в реальном времени,ЯО 1392389 на выходе которого формируется интерференционная картина, возникающая при интерференции волны, рассеивае - мой вибрирующим объектом 9, с волной, восстановленной с голограмм: 6. Амплитуда вибрацийопределяется в решающем устройстве 21 по формуле- Л /4 зп ( и г ), где Л - длина волны лазера 2; Г - частота вибрации генера то ра 1 1; ь- минимальна е значение периода сигнала на выходе интерферометра 1. Частота генератора 11 определяется с помощью частотомера 19 и хранится в четвертом регистре 20, Минимальный период определяется с помощью периодамера 13, схемы 14 сравнения счетчика 17, первого и второго регистров 15, 16 и хранится в третьем регистре 18, 1 ил.30 Изобретение относится к измери тельной технике и может быть использовано для определения амплитуд виб раций при вибрационных испытанияхизделий,Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения влияния погрешности, обусловленной некратностью амплитуды 1 Овибраций четверти длины волны излучения лазера.На фиг,1 приведены графики зависимости амплитуды колебаний точкиобъекта от времени и зависимости яркости вибрирующей точки. объекта навыходе голографического интерферометра; на фиг.2 - функциональнаясхема голографической системы, реализующей способ определения амплитуд 20вибраций,Голографическая система, реализующая способ определения амплитуд вибраций, содержит интерферометр 1 вреальном времени, состоящий излазера 2, светоделителя 3, оптически связанного с лазером 2 и делящего световой поток на два пучка, оптическисвязанные и расположенные по ходупервого пучка первый расширитель 4пучка и первое поворотное зеркало 5,предназначенное для формирования голограммы 6, расположенные по ходувторого пучка второе поворотное зеркало 7 и второй расширитель 8 пучка,оптически связываемый с поверхностьюобъекта 9, возбудитель 10 вибраций,механический связываемый с объектом9,.генератор 11, выход которого связан с входом возбудителя 10 вибраций, 40последовательно связанные фотоприемник 12, вход которого оптически связан с выходом интерферометра 1, периодомер 13 и схему 14 сравнения,последовательно связанные первый регистр 15, первый вход которого связан с первым выходом периодомера 13,и второй регистр 16, первый вход которого связан с вторым входом схемы14 сравнения, счетчик 17, первыйвход которого связан с выходом схемы 14 сравнения, второй вход - с вторыми входами первого и второго регистров 15 и 16 и вторым выходом периодомера 13, третий регистр 8, первыйвход которого связан с выходом второго регистра 16, последовательно связанные частотомер 19, вход которогосвязан с выходом генератора 1, и четвертый регистр 20, второй входкоторого связан с вторым входомтретьего регистра 18 и выходом счетчика 7, последовательно связанныерешающее устройство 21 и индикатор22, первый и второй входы решающегоустройства 21 связаны соответственнос выходами третьего и четвертого регистров 18 и 20, решающее устройство 2 содержит канал 23 обмена инФормацией, центральный процессор 24,блок 25 оперативный запоминающий иблок 26 постоянный запоминающий, первый, второй входы и выход решающегоустройства 21, центральный процессор24, блок 25 оперативный запоминающийи блок 26 постоянный запоминающийсвязаны с каналом 23 обмена информацией,Система работает следующим образом,Выходной сигнал с голографического интерферометра 1 в реальном времени, представляющий собой модулированный световой поток, изменяющийся позакону фиг,1 б), поступает на фотоприемник 12 и преобразуется в соответствующий электрический сигнал.Световой поток модулируется благодаряинтерференции между волной, восстановленной с голограммы 6, и волной,рассеиваемой вибрирующим объектом 9,амплитуда которого меняется по закону, приведенному на Фиг.1 а, возбуждаемым генератором 11 вибраций. Пе"риодомер 13 измеряет периоды колебаний электрического сигнала и преобразует в цифровой код, по окончанииизмерения периода он вырабатываетна втором выходе сигнал конца преобразования,Схема 14 сравнения сравнивает значение периода ;, поступившего спериодомера 13, со значением периода,ранее записанного в первом регистре151;); если значение периода навыходе периодомера 13 меньше значения периода в первом регистре 15, тона выходе "Меньше" схемы 14 сравнения устанавливается высокий потенциал и снимается сигнал "Сброс" сосчетчика 17, следовательно, счетчик17 начинает подсчет импульсов "Конецпреобразования", поступающих с периодомера 3, 11 ериодомер 13 производитизмерение периода следующей интерФеренционной полосы () и припоступлении импульса "Конец преобра 139238910 504 з.п 0мин )где- значение амплитуды вибрацийобъекта 9.минимальное значение периодасигнала на выходе интерферометра 1,частота генератора 11. эования на вторые входы параллельной записи первого и второго регистров 15 и 16 производится переписьзначения периода ( 0;), ранее хранимого в выходном регистре периодомера 13 в первый регистр 15, а во второй регистр 16 записывается значениепериода ( ;, ), ранее хранимого впервом регистре 15, Таким образом,в выходном регистре периодомера 13,первом регистре 15 и втором регист"ре 16 хранится информация о периодахтрех следующих один эа другим импульсов, Если при поступлении информациис регистра периодомера 13 о периоде( ;+ ) импульса на схему 14 сравнения, она не изменила своего состоя-,ния, т.е, период ( ;+, ) в периодомере 13 меньше периода ( ;) в первомрегистре 15, следовательно, счетчик17 не сбрасывается и продолжает подсчет поступающих на его второй счетный вход импульсов, При поступлениидвух или более импульсов на выходе 25счетчика 17 выставляется высокий потенциал, который сохраняется до момента, пока со схемы 14 сравненияне поступит сигнал "Сброс". Сигналсброса вырабатывается в том случае, 30если значение - величины периода,поступающегос периодомера 13, превосходит значение величины периода,записанного в первом регистре 15. Поотрицательному фронту импульса, поступающего со счетчика 17 на второйвход, параллельная запись третьегои четвертого регистров 18 и 20 производится как и запись значения величины периода иэ второго регистра 4016 в третий регистр 18; а в четвертый регистр 20 производится записьчастоты вибраций, измеренной частотомером 19. Соответствующие значенияминимального периода и частоты вибра бций поступают на вход решающего устройства 21. Решающее устройство 21по формуле Ь - длина волны лазера 2,вычисляет значение амплитуды выбрацийобъекта 9, которое отображается наиндикаторе 22,Формула изобретения1. Способ определения амплитуд вибраций, заключающийся в том, что формируют интерференционные полосы, возникающие при интерференции волны, рассеиваемой вибрирующим объектом, с волной, восстановленной с голограммы невоэмущенного состояния объекта, преобразуют интерференционные полосы в электрический сигнал, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, измеряют период каждой интерференционной полосы, определяют минимальное значение периолда апцн, и вычисляют амплитуду вибраций (1,) по формуле4 з 1 пимик где 3 - длина волны зондирующего излучения, Г - частота вибраций.2, Голографическая система для определения амплитуд вибраций, содержащая оптически связанные интерферо.-. метр в реальном времени и фотоприемник, последовательно связанные генератор вибраций и возбудитель вибраций, механически связываемый с исследуемым объектом, частотомер, вход которого связан с выходом генератора вибраций, счетчик и индикатор, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности, она снабжена последовательно связанными периодомером, вход которого связан с выходом фотоприемника, первым регистром, вторым регистром, третьим регистром и решающим устройством, выход которого связан с входом индикатора четвертым регистром, первый вход которого связан с выходом частотомера, выход - с вторым входом решающего устройства, схемой сравнения, первый вход которой связан с первым выходом частотомера, второй вход - с выходом первого регистра, выход - с первым входом счетчика, второй вход которого связан с вторым выходом периодомера и вторыми входами первого и второго регистров, выход - с вторыми входами третьего и четвертого регистров.13 92389 Составитель С. КонюховРедактор Л. Повхан . Техред И,Верес Корректор М, Демчик Заказ 1882/44 Тираж 524 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4