Измеритель виброперемещений

(72) Авторы изобретения Петрович и С,к центральное конструкторское бюро Главэнерго Заявите ИБ РОП ЕРЕМ ЕЩЕ(54) ИЗМЕРИТ зна пор- ны Изобретение относитсяк измерительной технике и предна чено для точных измерений перемешений в виброкалибровочных установках., Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель виброперемещений; содержащий лазерный интерферометр, включающий формирователь коротких импульсов в о ном канале, и блок измерения величи перемещений 1 3Недостатком известного измерителя является большая погрешность в случае, когда наряду с колебаниями основной частоты присутствуют посторонние механические колебания, к которым чувстви телек блок измерения величины перемещений. П огрещнос ть измерения особенно заметна при низких частотах и наличии высокочастотных помех.11 ель изобретения - повышение помехоустойчивости и точности измерений.Поставленная цель достигается тем, что в измерителе виброперемешений,2содержащем лазерный интерферометр, включающий формирователь коротких импульсов в опорном канале, и блок измерения величины перемещений, последний выполнен в виде подключенных первыми 5входами к формирователю коротких импульсов опорного канала четырех схем совпадения, инвертора, через который вторые входы второй и четвертой схем 1 Осовпадения и измерительного канала интерферометра подключены к вторым входам первой и третьей схем совпадения,, формирователя управляющих импульсоводин выход которого соединен с третьими входами первой и второй схем совпадения, к второму его выходу подсоединены третьи входы третьей и четвертой схем совпадения, двух реверсивных счетчиков, выходы первых двух схем совпадего ния соединены с входами первого ревер-сивного счетчика, выходы третьей и четвертой схем совпадения соединены с входами второго реверсивного счетчика, подключенного входами к выходам обоихсчетчиков измерителя модуля и соединенного с его выходом цифрового индикатораа.На фиг. 1 представлена блок-схемаизмерителя виброперемещений; на фиг. 2 - 5временные диаграммы, поясняющие работу измерителя; на фиг. 3 представленыфазовые соотношения измерительныхимпульсов и перемещений.Измеритель виброцеремешений содержит лазерный интерферометр, включающийв себя, например, гелий-неоновый лазер1, установленные по ходу его лучачетвертьволновую пластину 2, светоделительный куб 3,. уголковые отражатели 5 4 и 5 в измерительном и опорном каналах соответственно, поляризационные фильтры 6 и 7, фотоприемники 8 и 9, .формирователи 10 и 11 прямоугольныхимпульсов и формирователь 12 коротких 20импульсов, и блок измерения величины перемещений, выполненный в виде подключенных первыми входами к формирователю 12 коротких импульсов опорного канала четырех сехм 13, 14, 15 и 16 25 совпаденияинверторв 17, через который " вторые входы второй 14 и четвертой 16 схем совпадения и измерительного канала интерферометра (не показан) подключены ко вторым входам первой 13 и зо третьей 15 схем совпадения, формирователя 18 управляющих импульсов, одинвыход которого соединен с третьимивходами первой 13 и второй 14 схемсовпадения, ко второму его выходу подсоединены третьи входы третьей 15 ичетвертой 16 схем совпадения, двухреверсивных счетчиков 19 и 20, выходыпервых двух схем 13 и 14 совпадениясоединены со входами первого реверсивного счетчика 19, выходы третьей и четвертой схем 15 и 16 совпадения соединены со входами второго реверсивногосчетчика 20, подключенного входами квыходам обоих счетчиков. 19 и 20, измерителя 21 модуля и соединенного сего выходом цифрового индикатора 22,Уголковый отражатель 5 опорного канала приклеен к светоделительному кубу3, а отражатель 4 связан с объектом50 измерения. Работает измеритель виброперемещений следующим образом,Плоскополяриэационный луч лазера 1, пройдячетвертьволновую пластину 2, пре.55 образуется в аллиптически поляризованный и кубом 3 "расщепляется на два луча, Один, пройдя светоделительную грань куба 3 и отразившись от отражателя 5, поступает в светоделнтельный куб, .а второй луч, отразившись от объекта измерений отражателя 4, связанного с объектом измерений, складывается с первым. Со светоделительной грани куба 3 луч поступает через поляризационные фильтры 6 и 7 на фотоприемники 8 и 9. Модулированный по интенсивности луч преобразуется в импульс тока в формирователях 10 и 11 (фиг. 2,соответственно Ои О ), Так квк поляризационные фильтры 6 и 7 имеют взаимно перпендикулярные направления пропускания, то импульсы, образующиеся на выходах формирователей 10 и 11 ( 0 и 0. )сдвинуты друг относительно друга на 90 . На выходе формирователя 12 кооротких импульсов при движении объекта вверх формируется передним фронтом импульса 0 короткий импульс 04, а при движении объекта вниз этот импульс формирует задний фронт импульса О и на выходе формирователя 12 коротких импульсов образуется сигнал (,) (фиг. 2), так как при изменении направления движения на входе формирователя 12 передний и задний фронт входного импульса сдвигаются на величину длительности импульса. Далее короткие импульсы поступают на первые входы четырех трехвходовых схем совпадения или логических схем ИЛИ-НЕ. На вторые входы двух из них 14 и 16 поступают прямоугольные импульсы с выхода формирователя 11 непосредственно, а иа вторые входы схем 13 и 15 - через инвертор 17 (фиг. 2, О), На третьи входы схем совпадения поступают прямоугольные импульсы с формирователя 18 управляющих импульсов, Эти импульсы имеют длительности, равные половине периода колебаний вибростенда, и сдвинуты друг отнрсительно друга на Л/2. Передний фронт первого импульса имеет произвольный сдвиг фазы Ч относительно нулевого положения,На фиг, 3 представлена форма колебаений вибростенда, где 23 и 24 - распределение импульсов на выходе формирователя 12 коротких импульсов; 25.и 26- сигналы нв выходах формирователей 18 управляющих импульсов; 27 и 28 - временные диаграммы сигналов соответственно на суммирующем и вычитаюшем входах реверсивного счетчика 19; 29 и 30- временные диаграммы сигналов соответственно на суммирующем и вычитающем входах второго реверсивного счетчика 20.25й = (4-5 МЧ л 25 ( 1+51 пЧ) 1 1 О 5 9988Импульсы на счетные входы счетчи- . ков поступают тогда, когда на управш- кзцих входах соответствующих схем совпадения появляются логические единицы.Таким образом, число импульсов нв суммирующем и вычитающем входах реверсивных счетчиков, будет равно 70 4пульсов и счетчиках, образовавшееся в результате воздействий помех, стремится к нулю.Использование предлагаемого измерителя виброперемешений в виброкалибровочных установках позволитповысить точность калибровки виброизмерительных приборов. формула изобретениягде В.д- амплитуда колебаний вибростенда;Л - длина волны излучения, лазера.Тогда общее количество импульсов, . поступившее на счетчик 19 эа один период измерения, будет равно45й =И -ж+: 5 ЬЧ.у Аналогично для второго счетчика 20с учетом сдвига фазы 25К = - (,1-с 05 Ч) 2, Л 25 оЙ 2= Л (тфсо 5 Ч) 4Н:Г Н+: - осовев2 2 ДТак как формирователь 18 управляющих импульсов соединен с генератором возбуждения (не показан) вибростенда, то при .измерении количество импульсов в счетчиках 19 и 20.суммируется и эв пт пе-риодов будет зарегистрированоИфоК=пт о МпЧ и1 Л фЙ =а О СО 5 . ца выходе излмерителя 21 модуля формируется код, соответствующий величине амплитуды 5 О виброперемешений стенда с точностью до 0,1 мкм. Результат измерений отображается на цифровом индикаторе 22, 45При наличии колебаний, отличающихся по частоте от частоты генератора возбуждения вибростенда, число импульсов, поступивших на суммирующие и вычитатпцие входы реверсивных счетчиков, при- зц мерно одинаково и общее количество имИзмеритель виброперемещений, содержащий лазерный интерферометр, включакнций, формирователь коротких импульсов в опорном канале, и блок измерения величины перемещений, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и точности измерений, блок измерения величины перемещений выполнен в виде подключенных первыми входами к формирователю коротких импульсов, опорного канала четырех схем совпадения, инвертора, через который ,вторые входы второй и четвертой схем совпадения и измерительного канала интерферометра подключены к вторым входам первой и третьей схем совпадения формирователя управляющих импульсов, один выход которого соединен с третьимн входами первой и второй схем совцадения, к второму его выходу подсоединены третьи входы третьей и четвертой схем совпадения, двух реверсивных счетчиков, выходы первых двухсхем совпадения соединены с входами первого ре версивного счетчика, выходы третьей и четвертой схем совпадения соединены с .входами второго реверсивного счетчика, 1пОдключенного входами к выходам обоих ,счетчиков измерителя модуля и соединен.ного с его выходом цифрового индикато- рве Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Бердичевский А, М, и др. Лазерные интерферометры, Обзоры по электронной технике ин-та "Электроника, вып. 7 (133). М., 1973, с. 28-30, рис. 22 (прототип), 008870998870 Составитель Г, Боголюбоваедактор В. Лазаренко Техред Ж,Кастелевкч Корректор М е Кост Заказ 1130 Филиал Г 1 ПЛ "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна Тираж 871 ВНИИПИ Государс твенног по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Подписноекомитета СССРи открытийаушская наб., д.