Способ определения угловой скорости отражающего объекта

(51)4 С 01 Р 3/36 8-Жд:улДДТв,у-ы:мЯг ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ скости апертуры. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(71) Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе(56)-Лассан В,Л. и др, Опыт разработки аппаратуры для измерения параметров движения, Л,: ЛДНТП, 1972, ,с,19-20.Арр 1 ед Орй 1 сз, 1983, В 22, р,3520,.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ОТРАЖАЮЕГО ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для бесконтактного прецизионного измерения скорости вращения объектов с диффуэно отражающей поверхностью, например валов технологических установок. Целью изобретения является, повышение точности измерения угловой скорости исследуемого объекта, Участок поверхности вращающегося отражающего объекта 4 освещают лучом когерентного источника 3, при этом угол падения луча (Ф О, Диф 2фуэно отраженное излучение пространственнб фиксируют в плоскости приемной апертуры А, выделяя излучение в точках 1 и 2, смещенных одна относительно другой в направлении смещения участка освещенной поверхности,Выделенное излучение оптически смешивают с опорным излучением источника и проводят преобразование оптических сигналов смешения в электрические фотоприемниками 5 и 6, Формируют взаимно корреляционную функцию электрических сигналов К (Г) из 12 ф меня при этом фазу одного из сигналов до значения, при котором центральный максимум К(1".) достигает максимального значения, а побочные мак"имумы, расположенные симметрично относительно главного, - равны между собой, Измеряют временное положение С центрального максимума и вычисляют угловую скорость Я по формуле Я = а/2 КС,где а - расстояние между точками приема 1 и 2 в плоскости приемной апертуры; К - расстояние от плоскости апертуры до оси вращения объекта, параллельной пло 3 ил,3 1506359Изобретение относится к лазерной измерительной технике и предназначено для бесконтактного высокоточГ помощьн коррелятора 9 формируют взаимно корреляционную функциюК, электрических сигналов,Максимально допустимое значениерасстояния а ограничено требованиемотсутствия декорреляции оптическихотраженных сигналов в точке 2 относительно точки 1, выполняемым приусловиях а с с Л К, где- длис 1на волны излучения источника, К, -расстояние от плоскости А до освещенного участка поверхности; Ьпродольный размер освещенного пятнавдоль направления освещения,При выполнении этих условий оптический сигнал, принимаемый в точке2 после поворота объекта на угол у,воспроизводит оптический сигнал, принимаемый в точке 1 до поворота сточностью, определяемой разностьних начальных фаз. Коррелограмма сигналов смещения на выходе коррелятора9 лри этом имеет вид, приведенныйна фиг,За.Согласно способу измерения проводят изменение ,регулировку) фазыодного из коррелируемых сигналовдо значения, при котором центральный максимум К, (;) достигает максимального значения, а побочные максимумы, расположенные симметричноотносительно центрального, становятся равными между собой (фиг,36),При этом временное положение главногсмаксимума состветствует положениюмаксимума огибающей системыпоследующее измерение которого позволяет определить угловун скоростьобъекта Я ло формуле аЯ.=2 К Г,Ф о р м у л а изобретенияСпособ определения угловой скорости отражающего объекта, вклнчаюного измерения скорости вращения объектов с шероховатой, диффуэно отражающей поверхностьн ( апример, валов) в машиностроении,Цель изобретения - повышение точности измерения угловой скорости ис-. 10 следуемого объекта. На фиг,1 показана схема зондирования и приема отраженного излучения,поясняющая способ измерения (1 и 2точки приема излучения в плоскостиприемной апертуры А); на фиг,2 - коррелограммы с изменением фазы одногоиз входных сигналов при выполненииусловий реализации способа (а), без 20изменения фазы одного из входных сигналов (6); на фиг3 - блок-схема устройства, реализующего предлагаемыйспособ,Устройство содержит источник 3 25излучения, объект 4, фотоприемники5 и 6, Аазовращатели 7 и 8, коррелятор 9 и блок 10 обработки и регистрации,Глссоб измерения угловой .коро-. 30ти реализуют следующим образом,Участок поверхности врашаншегося отражающего объекта 4 освещант лучом когерентного источника 3 так, что35 освещающий пучок л плоскости орто, гональной оси вращения и угол д падения освещающего пучка на поверхность отличны от нуля, Отражснное излучение пространственно фильт рунт в плоскости приемной апертуры А следующим образом, Выделянт отраженное излучение в точках 1 и 2 плоскости апертуры, причем точки смещены на Расстояние а вдоль напРавления 45 смещения участка вращанщейся осве - щенности поверхности, При повороте объекта на некоторый малый угол у, соответствунгий расстоянию а между точками 1 и 2, слекл-структура отражаемого оптического поля в алороженном" виде также перемещается в плоскости приемной апертуры из точки 1 в точку 2, Выделенное излучение оптически смешивают в точкахи 2 апертуры с опорным излучением источника и проводят преобразование олтических сигналов в электрические с помощьн фотоприемников 5 и 6. где К - расстояние от плоскости А до центра вращения О,Изменение фазы электрического сигнала проводят в любой из входных цепей коррелятора с помощьн электрических фазовращателей 7 или 8, Возможно также изменение фазы одного из оптических сигналов смешения, например, путем введения регулируемого фазового сдвига в опорное излучение перед смещением в одной иэ точек 1 и 2 приемной апертуры.15063щий освещение части поверхности вращающегося объекта лучом когерентного источника, вьщеление отраженного излучения, вьщеленного в первой точке апертуры, с опорным из 5 лучением когерентного источника, преобразование оптического сигнала смещения в электрический, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений скорости, дополнительно выделяют отраженное излучение во второй точке плоскости приемной апертуры, причем вторую точку выбирают смещенной от носительно первой в направлении вращения отражающего объекта, оптически смешивают отраженное излучение, вьщеленное во второй точке приемной апертуры, с опорным излучением коге рентного источника и преобразуют оптический сигнал смещения в элект где а расстояние между точками приема в плоскости апертуры; - расстояние от плоскости приемной апертуры до оси вращения объекта, параллельной плоскости апертуры,596рический, формируют взаимно корреляционную функцию электрических сигналов, изменяют при этом фазу одного из сигналов до значения, при котором центральный максимум взаимно корре" ляционной функции достигает максимального значения, а побочные максимумы, расположенные симметрично относительно главного, равны между собой, измеряют временное положениецентрального максимума, после чего вычисляют угловую скорость Й по формулеД - а/ 2 Кс