Устройство для измерения виброперемещений

" т,В,аюат езнв 1 иотека 44 ЬОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ пп 484398 Союз Советских Социалистических Республик) Приоритет арственный комитет Совета Министров СССРло делам изобретений 53) УДК 531,781(088.8) Опубликовано 15.09.75. Бюллетень3Дата опубликования описания 29,12.75 и аткрыти. Ф. Тимофеев Заявитель 54) УСТРОЙ ДЛЯ ИЗМЕРЕ ВИБРОПЕРЕМЕЩ Й Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено при измерении вибраций и их записи,Известные устройства для измерения виброперемещений, содержащие микроскоп с отсчетной микрометрической головкой, недостаточно точны при измерении малых участков объекта, а также в различных направлениях при двухнаправленной вибрации.Для увеличения точности измерения предлагаемое устройство снабжено щелевой диафрагмой с фотодиодом и двумя микрометрическими приводами, один из которых перемещает диафрагму в плоскости, перпендикулярной визирной оси микроскопа, а другой вращает ее вокруг этой оси,Кроме того, устройство может быть снабжено второй диафрагмой, щель которой перпендикулярна щели первой диафрагмы и подвижной вдоль щели первой диафрагмы.На фиг. 1 показана схема описываемого устройства при сменной насадке с одной узкой щелью; на фиг. 2 - схема сменной насадки с двумя узкими щелями.Устройство состоит из микроскопа 1 и двух типовых сменных насадок 2, в корпусах которых размещены одна диафрагма 3 (фиг. 1) или две диафрагмы 3 и 4 (фиг. 2) с узкими щелями и фотодиод 5, Кроме того, к устройству дополнительно подключен усилитель б,электронный частотомер 7, осциллограф 8 и эталонный генератор 9.Определение амплитуд и частот малыхучастков колеблющихся объектов производит ся следующим образом.На исследуемом объекте наносят метку 1 О(риска, керн, закрашенное пятно и т. д.).Микроскоп фокусируют на метку при неподвижном объекте. Далее в исследуемом объек те возбуждаются колебания (например, припомощи магнитострикционного вибратора).Луч 11 проходит через микроскоп 1, в полезрения которого наблюдается увеличенное изображение колеблющейся метки 10. Рас стояние между крайними положениями 12 и13 колеблющегося изображения равно 2 КА, где А - амплитуда колебаний метки 10 на исследуемом объекте, а К - коэффициент увеличения микроскопа.20 При прохождении изображения через щельдиафрагмы 3 на фотодиод 5 поступают световые импульсы, которые преобразуются в световые сигналы, усиливаются усилителем б и подаются на электронный частотомер 7. С по мощью электронного частотомера 7 определяется частота колебаний метки 10 (разрешающая способность современных электронных частотомеров позволяет уверенно и с высокой точностью измерять частоты, гораздо большие 30 50 кгц).По измеренной частоте подбирается сигнал эталонного генератора 9, который подключается к осциллографу 8 для его настройки, Далее усиленные электрические сигналы от фотодиода 5 подаются на осциллограф 8, на экране электронно-лучевой трубки которого будут наблюдаться всплески. Расстояние между последними пропорционально времени между импульсами.Для определения расстояния между крайними положениями 12 и 13 увеличенного изображения метки 10 диафрагму 3 перемещаютнаправляющих корпуса 14 (микрометрический привод). При приближении щели к крайним положениям 12 и 13 на экране осциллографа 8 будут уменьшаться расстояния между всплесками, и в положениях узкой щели, совпадающих с крайними положениями 12 и 13 изображения метки, всплески сольются в один.При дальнейшем перемещении щели изображение перекроется диафрагмой 3, световые импульсы, поступающие на фотодиод 5, прекратятся, и на экране осциллографа 8 уже не будет наблюдаться ни одного всплеска. В эти моменты регистрируется положение диафрагмы.Перемещение щели между положениями 12 и 13 на величину 2 КА отсчитывается по шкале микрометрического винта 14. Для измерения амплитуды колебаний в любом другом направлении достаточно развернуть корпус с диафрагмой 3 с помощью винтового привода 15, установив щель перпендикулярно этому другому выбранному направлению.При определении границ области возможного расположения точки, совершающей колебания в плоскости по регулярным и нерегулярным траекториям, применяют сменную насадку с двумя диафрагмами (см. фиг. 2) 3 и 4 с узкими щелями, которые могут перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях микрометрическими приводами 16 и 17 (фиг. 2). Принцип измерения заключается в следующем.Вначале диафрагму 3 устанавливают так,что ее щель пересекает границу области воз можного расположения изображения колеблющейся точки 18.Затем вдоль щели диафрагмы 3 перемещают диафрагму 4. Крепление фотодиода 5 к диафрагме таково, что оно постоянно нахо дится в перекрестии двух взаимно перпендикулярных щелей. При пересечении перекрестием границы 18 в точках А и В прекращаются световые импульсы. В эти моменты снимают отсчет со шкал микрометрических ви, 15 тов 16 и 17, Далее диафрагму 3 устанавливают в новом положении так, что ее щель пересечет границу 18 в точках С и Д. Положение этих точек определяется аналогично.Определив координаты ряда точек, находят 20 границу области возможного расположенияизображения колеблющейся точки.Высокая точность измерений достигаетсячувствительностью и разрешающей способностью фотоэлектронных и электронных прибо ров.Предмет изо бр е тени я30 1. Устройство для измерения виброперемещений, содержащее микроскоп с отсчетноймикрометрической головкой, о т л и ч а ю щ е еся тем, что, с целью увеличения точностиизмерения, оно снабжено щелевой диафраг 35 мой с фотодиодом и двумя микрометрическими приводами, один из которых перемещаетдиафрагму в плоскости, перпендикулярной визирной оси микроскопа, а другой вращает еевокруг этой оси,40 2. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что оно снабжено второй диафрагмой,щель которой перпендикулярна щели первойдиафрагмы и подвижной вдоль щели первойдиафрагмы,Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3070/5 Изд.1793 Тираж 782 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5