Устройство для измерения виброперемещений

; 531, 14ское свкл. С 3 088.8)етельство СССРВ 11/00, 1983. тель 1вторуюу котоя равнь ия виброперя - повышениброперемещерегулируем мещение точия за я измере зобретени зова Цоснолены ности измерения в орректировкпотока,фиг. 1 изобна Фиг, 23 - вид Б ого свеч ми исть мас во Нстрой ажена схема вид А на Фи на Фит:, 1,ти с ст на и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРОПЕРЕМЕШЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения -повышение точности измерения виброперемещений эа счет корректировкирегистрируемого светового потока.Оптическая система формирует изображение рабочего тела источника в плоскости и пределах зрачка объектива исоздает однородную освещенность вплоскости масок. Продольную составляющую виброперемещений определяют спомощью модуляции светового потокав отверстии, образуемом проекциейнаклонной кромки клиновой маски наплоскость элементов отсечения иэлучеИзобретение относится к измериельной технике и может быть испо ния и кромками этих элементов, ипреобразуемой фоторегистратором вэлектрический ток. Поперечные перемещения определяют по нескольким направленчям при поворотах опорнойплиты. При этом одним иэ элементовотсечения излучения закрываетсяпроекция наклонной кромки клиновоймаски и открывается проекция соответствующей образуюшей полуцилиндра,поперечные смещения которой модулируют в прорези излучение, на величину, немного превышающую величину по-перечных перемещений чтобы исключитьдо минимума постоянную составляющую,влияющую на линейность световой характеристики фоторегистратора, для Йчего осуществляется компенсация не- ррдостаточного светового потока третьей %Ф Фдиафрагмой, выполненной с отверсти- (ем, образованным двумя отрезками параллельных прямых и двумя криволинейными отрезками, обращенными выпуклостями навстречу друг другу и кривизной,выбираемой из соотношения, приведен-.ного в тексте описания, 3 ил. Устройство содержит осветиконденсор 2, первую маску 3,маску 4,в виде полуцилиндра,рого высота и радиус основанисоответственно высоте и раднувания маски 3. Маски 3 и 4 скс объектом 5 своими основаниямежду собой так, чтобы плоскоки была перпендикулярна плоскчения полуцилиндра (на фиг. 1для наглядности изображены повернутыми на 90 вокруг вертикальной оси).фЗа масками 3 и 4 расположен объектив 6, служащий для формирования увеличенного изображения масок 3 и 4, В плоскости изображения объектива 6 установлена диафрагма 7 с отверстием, у которого расстояние между кромками 8 и 9 (фиг. 2) зависит от координаты х, начало которой совпадает с оптической бсью, и вычисляется по формуле: 10 1 Н соз ф агсг 8 -2 Ь й аюе е х 2 соз ф агсд -Ьгде х и у - соответственно горизонтальная и вертикальная 20координаты кривизны верхней и нижней кромки отверстия диафрагмы 7 относительно осей коорди нат, имеющих начало отсчета в точке пересеченияоптической оси с плоскостью диафрагмы 7;Н - расстояние между внешними кромками прорезей элементов отсечения,1 - максимальная длина рабо"чей зоны в плоскости диафрагмы 7;Ь - расстояние от центра выходного зрачка объективадо плоскости диафрагмы 7За диафрагмой 7 (фиг. 1) уетановлены компланарно элементы 10 и 11отсечения, имеющие прорези 12 и 13, 40которые выполнены параллельно основанию маски 3. На расстоянии от кромки прорези 14 (фиг, 3), превышающемдлину полностью открытого выреза,выполнена калибровочная щель 15, площадь которой рассчитана на величинупропускаемого излучения, соответствующая приросту его при перемещенииобъекта 5 на известную величину.Кромка 16 выполнена параллельно образующей маски 4. Элементы 10 и 1 1 отсечения излучения снабжены механизмами 17 и 18 их перемещения и установлены компланарно друг другу. Непосредственно за элементами 10 и 1 1 55отсечения излучения и компланарноим последовательно расположены диафрагмы 19 и 20 с приводами 21 и 22 ирассеиватель 23, служащий для рассеивания светового потока по всей поверхности фотокатода фоторегистри-. рующей системы 24, За диафрагмой 20 расположено откидное зеркало 25 с оптическим визиром 26, служащим для юстировки устройства перед проведением измерений. Все перечисленные элементы измерительного устройства (кроме масок 3 и 4) закреплены на платформе 27, Платформа имеет воэможность вращения вокруг оси,Световой поток ф, проходящий через элементарные площадки в плоскости изображения, можно определить как произведение Е д Б = ЕЬ Дх, где Ь " высота элементарных площадок.Если ф (х) - световой поток как функция от х, то ф(х) = Ео соьфиуахЬ. хВыразив угол м) через г 8 - по 1 ф(х) = Е д хЬ соз 4 агсе 8 - , о Ь лучают Для того, чтобы функция ф (х) оставалась равномерной при всех значениях х нужно компенсировать уменьшение хф (х) увеличением Ь в соз агсг 8- раз,тогда у ------- определяютхсозе агсСц -Ь1 НЬ из условия: при х = - у = - тог 2 2 4 да Ь = - соз агсг 8 - ,2 2 Ь1Н соз 4 агсг 82 ЬхСледовательно вве 12 соз агсср -Ь дение в конструкцию устройства, корректирующей диафрагмы с отверстием сложной конфигурации, расположенной компланарно с элементами отсечения, позволяет осуществить коррекцию светового потока, компенсировать недостающий световой поток, повысив точность измерения виброперемещений,Устройство работает следующим образом.Платформа 27 ориентируется относительно объекта с целью выбора плоскости, в которой измеряются вибропере 5 158мещения так, чтобы оптическая осьобъектива 6 была перпендикулярнаплоскости маски 3. Постоянный свето- .1вой поток осветителя 1 направляетсяна маски 3 и 4. Кромки прорезей 14 и16 элементов 10 и 11 отсечения с помощью соответствующих механизмов 17и 18 перемещают компланарно первомуэлементу отсечения, устанавливая ихв такое положение, чтобы в оптический визир 26 были видны только вибрирующие кромки маски 3 в моменты ихкрайних положений, соответствующихминимальному световому потоку. Кромки диафрагм 19 и 20 с помощью соответствующих приводов 21 и 22 устанавливают в такое положение, чтобы воптический Визир были видны тольковибрирующие кромки маски 3 и образующая маски 4 в моменты их крайнихположений, соответствующих максимальному световому потоку. Откидное зеркало 25 откидывается. После этогоувеличивают световой поток осветителя 1 так, чтобы выходной ток фоторегистрирующей системы 24, пропорциональный величине виброперемещений, йе превышал предел линейности и регистрируют его. Затем проводят калибровку устройства, выставляя с помощью механизма 18 калибровочную щель15 в рабочую зону, полностью сомкнув кромки элементов 10 и 11 отсечения излучения:и диафрагм 19 и 20, и фиксируют выходной ток. Величину перемещения определяют из сравнения значений выходных токов. При повороте платформы 27 возможно измерение виброперемещений в других плоскостях. благодаря тому, что с маской 3 скреплен полуцилиндр (маска 4) и функцию продольной маски 4 выполняет образующая полуцилиндра. Кромки 8 и 9 диафрагмы 7 регулируют пропорциональность светового потока величине перемещений, т.к, менее плотному потоку из.лучения соответствует большая площадь отверстия образуемого проекцией5667 6маски 3, кромкой диафрагмы 9 и кромкой 14 элемента 11 отсечения излучения. Пропорциональность сохраняетсяпри любом положении маски 3 относи-,тельно оптической оси в пределахрабочей эоны.Таким образом, высокая линейностьпозволяет снизить погрешность измерения виброперемещений. Формула изобретения соответственно гориэон"тальная и вертикальная координаты кривизны верхнегои нижнего отрезков относительно осей координат,имеюппх начало отсчета в где х, у -точке пересечения оптической оси с плоскостью третьей диафрагмы;расстояние между внешнимикромками элементов отсечения;максимальная длина рабачейзоны в плоскости третьейдиафрагмы;расстояние от центра Выходного зрачка объективадо плоскости третьей диафрагмы. 40 Н Устройство для измерения виброперемещений по авт. св. В 1185072,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повьппения точности, Оно снабжено третьей диафрагмой, расположенной перед элементами отсечения по ходу излучения компланарно с элементамиотсечения и выполненной с отверстием,образованным двумя отрезками параллельных прямых и двумя криволинейными отрезками, обращенными выпуклостями навстречу друг другу, и кривизной, определяемой иэ соотношения1Н соэф агс 821.