Цифровой измеритель параметров вибрации

) Яппи 01 В 21 0 ДОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Фиг.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВВИБРАЦИИ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретенияявляется повышение точности и расширение функциональных возможностейза счет устранения искажений, обусловленных интерференционными явлениями при отражении светового потокаот поверхности чувствительного элемента в отсутствие вибрации, и операции измерения частоты вибрации,Устройство содержит источник 1 света,световод 2, чувствительный элемент3 и фотоприемник. Чувствительныйэлемент 3 выполнен в виде упругойпрозрачной пленки толщиной, кратноинечетному числу четвертей длины волны источника 1 света, что позволяеткомпенсировать в отсутствие вибрацииотраженный световой поток. Вибрациявызывает изменения толщины упругойпрозрачной пленки, нарушая условиягашения отраженного светового потока,в результате на вход фотоприемникапоступает последовательность световых импульсов с амплитудой, пропорциональной, и частотой, равной соответственно амплитуде и частоте измеряемой вибрации, 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может бьггь использовано для измерения амплитуды и частоты вибрации машин и механизмов,Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей за счет устранения искажений, обусловленных интерференционными явлениями при отражении светового потока от поверхности чувствительного элемента в отсутствие вибрации, и операции измерения одновременно с амплитудой и частоты вибрации. 15На фиг,1 представлена структурная схема оптической части устройства; на фиг.2 - конструкция чувствительного элемента; на фиг.3 - функциональная схема электронной части устройст ва.Устройство содержит (фиг.1) источник 1 света, световод 2, чувствительный элемент 3 и фотоприемник, например, в виде преобразователя 4 25 световых импульсов в импульсы напряжения, при этом чувствительный элемент 3 оптически связан световодом 2 с источником 1 .света и фотоприемником.30Чувствительный элемент 3 содержит .фиг.2) втулку 5 из изолирующего ма-.териала, приклеенную к световоду 2, прозрачную прокладку 6, неподвижно закрепленную внутри, втулки 5 вплотную к торцу световода 2, прокладку 7 с отводом, установленную внутри втулки 5 и возможностью перемещения вдоль ее оси, и удругую пРозРачную 40 пленку 8 толщиной, кратной нечетному числу четвертей длины волны источника 1 света, помещенную внутри втулки 5 между прозрачной прокладкой 6 и прокладкой 7 с отводом. Измеритель содержит также интегратор 9, входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами преобразователя 4 СИ, аналогоцифровой преобразователь (АЦН) 10, входом соединенный с выходом интегратора 9, расширитель 11 импульсов, включающий в себя, в числе прочих стандартныхэлементов схемотехники, таймер иэлектронный ключ (не показаны), при55 этом электронный ключ входом соединен с первым вЬиодом таймера, а его выход является первым, а второй выход .таймера соответственно вторым выходами расширителя 11 импульсов, входомсоединенный с третьим выходом преобразователя 4 СИ, и счетчик 12 импульсов, счетным входом и входом обнуления соединенный соответственно с первым и вторым выходами расширителя 11импульсов. Выходы счетчика 12 импульсов и АЦП 10 являются выходами устройства,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии световой поток от источника .1 света, пройдясквозь толщу упругой прозрачной пленки 8, имеющей толщину, кратную нечетному числу четвертей длины волны источника 1 света и, отразившись от поверхности прокладки 7с отводом, гасится в результатеинтерференции на поверхности прозрачной прокладки 6.При жестком соединении отвода прокладки 7 с вибрирующей поверхностью,но так, чтобы втулка 5 оставаласьнеподвижной, толщина упругой прозрачной пленки 8 меняется, а следовательно, нарушается условие гашения отраженного светового потока. В результате на вход преобразователя 4 СИ поступает последовательность световыхимпульсов, имеющих амплитуду, пропорциональную амплитуде вибрации, а частоту, равную частоте вибрации. Преобразователь 4 СИ осуществляет преобразование последовательности световых импульсов в импульсы напряжения, также имеющие амплитуду, пропорциональную амплитуде вибрации, а частоту, равную частоте вибрации, С первого выхода преобразователя 4 СИ последовательности электрических импульсов, амплитуда которых пропорциональна амплитуде вибрации, поступают на вход интергратора 9, на выходе которого устанавливается постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде вибрации, Для удобстварегистрации, а также с целью повышения уровня автоматизации процессаизмерений, это напряжение с помощьюАЦП 1 О преобразуется в цифровой код.1Одновременно с этим последовательность импульсов напряжения преобразуется путем компарирования в преобразователе 4 СИ в импульсы напряжения, нормированные по амплитуде по необходимому уровню. Однако для надежного срабатывания счетчика импульсовнеобходимо увеличить длительностьэтих импульсов до оптимальной величины. С этой целью последовательностьимпульсов напряжения с третьего выхода преобразователя 4 СИ подаетсяна вход расширителя 11 импульсов, вкотором по первому импульсу включается односекундный таймер (не показан) 1 Орасширителя 11 импульсов. При этомпо своему первому выходу таймер формирует импульс напряжения длительностью 1 с, открывающий электронныйключ (не показан) расширителя 12 импульсов, Импульсы напряжения, уровеньи длительность которых согласованыс требованиями по уровню и длительности используемых элементов схемотехники, поступают на счетный вход 20счетчика 12 импульсов. В счетчике 12импульсов подсчитывается количествоимпульсов за 1 с. Код числа импульсов выводится на устройство индикации или в устройство обработки, чтоопределяется задачами измерений, Поокончании односекундного импульсачерез 1 с таймер расширителя 11 импульсов выдает импульс по второмувходу, который обнуляет счетчик 12 30импульсов, Далее процесс измеренияповторяется. Время запоминания кодачисла импульсов в счетчике 12 импульсов можно изменять, выполнив таймерперестраиваемым,Таким образом, предлагаемое уст-.ройство позволяет измерять частоту,амплитуду вибрации.и использоватьобычное многомодовое световолокнобез снижения точности измерений илидругих параметров,1Формула из обретенияЦифровой измеритель параметров вибрации, содержащий источник света, фотоприемник, световод и чувствительный элемент, оптически связанный световодом с источником света и фотоприемником, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей за счет измерения одновременно с амплитудой также и частоты вибрации, он снабжен интегратором, входами соединенным соответственно с первым и вторым выходами фотоприемника, аналого-цифровым преобразователем, входом соединенным с выходом интегратора, расширителем импульсов, входом соединенным с третьим выходом фотоприемника, и счетчиком импульсов. счетным входом и выходом обнуления, соединенным соответственно с первым и вторым выходами расширителя импульсов, а чувствительный элемент выполнен в виде упругой прозрачной пленки толщиной, кратной нечетному числу четвертей длины волны источника света1404823 ф ктор Г.Волкова рректор А,Тяско Тираж 680 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5