Оптический виброметр

 

ОПТИЧЕСКИЙ ВИБРОМЕТР, содержащий источвнк излучения и поспет довательво уставовлевиые по ходу его луча коллиматор, и для фотоприемника , отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен 1юследовательво установленными по ходу луча между коллиматором и диа4 | агмами оптически связанными микроскопсы и электронвооптическим преобразователем, .инвертором и интеграторсяд, Евыходом подключенным к отклоняющейсистеме электронно-опт ческого преобразователя, пе1шый входом к перзсму из фотоприемников, вторым через инвертор - к второму. (Л 1 Г IN9 О OQ Ч

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИА.ПИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК Щ О.01 Н 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABT0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3373171I18-28 (22) 30.12.81 .(46) 15.04.83. Бюл. % 14 (72) А.С.Черепаха, Ю. Н. Положий, А.С. Федорченко, А.Л. Шавалдин и Н.Л.Туев (53) 620.178 531 .(088.8) (56) 1. Патент Японии % 54-25822, an. 111B12, 1980 (прототип). (54) (57) ОПТИЧЕСКИЙ ВИБРОМЕТР, содержащий источник излучения и после.довательно установленные но ходу его .

; SU„„1012037 А луча коллиматор, диаФрагмы и для фото приемника, о т л и ч а ю ul и и с я тем, что, с пелыо повышения точности измерений, ои снабжен последовательно установленными по ходу луча между ког лиматором и диафрагмами оптически связанными мшроскопом и электронно .оптическим преобразователем, .инвертором и интегратором, маходом подключенным. к отклоняющей системе електроннсь опти. ческого преобразователя, первый входом к первому из фотоприемников, вторим через инвертор - к второму.

1 10120Й1 2

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении параметров колеблющихся объектов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является оптический виброметр, содержащий источник излучения и последовательно установленные по ходу его луча коллиматор, диафрагмы и два фотоприемника I Ц.

Недостатком указанного технического решения является недостаточная точность измерений из-за увеличения массы колеблющегося объекта за счет укрепления на нем зеркала.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что оптический виброметр, содержащий источник излучения и последовательно установленные по ходу его луча коллиматор, диафрагмы и два фотоцриемника, снабжен последовательно установленными по ходу луча между KQJUIHMBTopoM и диафратмами оптически связанными микроскопом и электронно-оптическим преобразователем, инвертором и интегратором, выходом подключенным к отклоняющей системе электронно-оптического преобразователя, первым входом — к первому из фотоприемников, вторым через инвертор - к второму.

На чертеже изображена структурная схема оптического виброметра.

Виброметр содержит источник 1 излучения, последовательно установленные по ходу его луча 2 коллиматор 3, диафрагмы 4 и 5 и два фотоприемника 6 и

7. Между коллиматором .3 и диафрагмами 4 и 5 установлены оптически связанные микроскоп 8 и электронно-оптичес кий преобразователь 9. Кроме того, виброметр содержит инвертор 10 и интегратор 11, выходом подключенный к отклоняющей системе 12 электронно-. оптического преобразователя 9, первым входом - к первому фотоприемнику 6, вторым через инвертор 10 «к второму фотоприемнику 7.

Оптический виброметр работает следуюпам образом.

Отверстия щелевых диафрагм 4 и 5 размещены таким образом, чтобы на них были спроецированы примыкающие друг . к другу участки на экране электроннооптического преобразователя 9. Система автоматического регулирования, включающая инвертор 10 и интегратор 11, устанавливает на экране электронно-оптичеокого преобразователя 9 границу раздела между темной частью изображения и областью с переменной яркостью на линии начала отсчета.

В результате область с переменной яркостью размещена на экране таким образом, что одна из границ всегда находит ся на линии начала отсчета.

Для удобства считывания амплитуды !

О вибрации на экран нанесены деления амплитуды колебаний исследуемого объекта.

Колеблклцийся непрозрачный в оптическом диапазоне исследуемый объект уста« навливается между коллиматором 3 и микроскопом 8 таким образом, что его грань частично перекрывает луч 2, распространяющийся от источника 1 излучения через коллиматор 3. Грань объекта - находится в поле зрения микроскопа 8 0 и проектируется им на фотокатод (на чертеже не показан} электронно-оптического преобразователя 9. Изображение, формируемое на фотокатоде, в случае отсутствия колебаний объекта состоит из светлой и темной частей с одной границей раздела между ними. При колеблющемся объекте между светлой и темной частями изображения размещается область с пе ременной освещенностью, ширина которой характеризует амплитуду колебаний.

Изображения грани колеблющегося объекта с экрана электронно-оптического преобразователя 9 проектируются линзами (на чертеже не показаны) на плоокость щелевых диафрагм 4 и 5 и смещены друг относительно друга в направлении ширины щели на расстояние, не превышающее ее ширины. В установившемся режиме колебаний в плоскости

40 диафрагмы 4 находи ся темная область

; и на фотоприемнике 6 нет сигнала, а в плоскости диафрагмы 5 находится область с переменной освещенностью и на втором фотоприемнике 7 существует сигнал.

Преобразованный фотоприемником 7 сигнал через инвертор 10 не проходит через интегратор 11 и на отклоняющей системе 12 электронно-оптического преобразователя 9 напряжение поддерживается не50 изменным. В результате на экране электронно-оптического преобразователя 9 изображение не смещается относительно начала отсчета.

В случае размещения объекта относительно микроскопа 8 таким образом, что изображение на фотокатоде электроннооптического преобразователя 9 в установившемся режиме на отклоняющей системе 12 дает смещение относительно лиз . 10i20 нии начала отсчета,-границы раздела меж-. ду темной частью изображения и обгйстью с переменной яркостью имеют два варианта.

В первом варианте на оба отверстия щелевых диафрагм 4 и 5 спроецирована темная часть иэображения, тогда на выходах фотоприемников 6 и 7 сигналовнет.. По мере двйжения исследуемого объ» екта в плоскость отверстия диафрагмы 10

4 поступает сигнал с переменной освещенностью и на фотоприемнике 6 появляется сигнал, проходящий .через первый вход интегратора 11 на отклоняющую систему 12 электроннооптического пре- 15 образователя 9, в результате чего напрюь жение на выходе интегратора 11 и на отклоняющей системе 12 меняется, что

I вызывает движение изображения на экране электронно-оптичесжого преобразова- щ теля 9. Изменение напряжения происходит до затемнения плоскости отверстия диафрагмы 4. И как только изображение спроецируется в плоскость отверстия диа фрагмы 5, движение прекращается.

37 4

Во" втором варианте, когда в плоокости обеих диафрагм проеякруется изо» бражение, происходит обратное изменение освещенности и движение изображения на экране электронно-оптического преобразователя 9 направлено в другую сторону.

Таким образам, независимо от раэ ещения границы раздела на фотокатоде электронно-оптического преобразователя

В, граница начала отсчета на его экране всегда установлена в одном и том же . месте.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точность измерения эа счет исключения погрешностей, связанных с изменением массы колебгпощегося исследуемого объекта, так как измерения происходят без механических контактов с колеблющимся объектам, а автоматическая установка изображения на экране на линию нача.ra отсчета упрощает и ускоряет процесс измерений.

Составитель В. Лопухин

Редактор. Т. Веселова .Техред Т. Фанта Корректор А. Тяско

Заказ 2745/49 Тираж 871. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4