Способ определения амплитуд вибраций и голографическая система для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения |влияния погрешности , обусловленной некратностью амплитуды вибраций и четвертью длины валны излучения лазера, Голографическая система, реализующая способ определения амплитуд вибраций, содержит интерферометр 1 в реальном времени. на выходе которого формируется интерференционная картина, возникающая при интерференции волны, рассеиваемой вибрирующим объектом 9, с волной, восстановленной с голограмм;л1 6. Амплитуда вибраций определяется в решающем устройстве 21 по формуле Л /4sin ()) где Л- длина волны лазера 2; f - частота вибрации генератора 11; t „цк минимальное значение периода сигнала на выходе интерферометра 1. Частота генератора 11 определяется с помощью часТотомера 19 и хранится в четвертом регистре 20. Минимальный период определяется с помощью,периодомера 13, схемы 14 сравнения, счетчика.17, первого и второго регистров 15, 16 и хранится в третьем регистре 18. 1 ил. и сл со ьо ОО (Х со W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (511 с G 01 Н 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ » -,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, . ..

К А BTOPGHOMY СВИД=ТЕПБСТВУ (21 ) 41 70605/24-28 (22) 30 ° 12.86 (46) 30.04.88. Бюл. к= 16 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) Л.П.Гурьев, Б.В.Карпюк, А,Г.Козачок, В.Г,Нечаев и Q.H Ñîëîäкин (53) 531.7 (088.8) (56) Казачок А.Г. Голографические методы исследования в экспериментальной механике. М.: Машиностроение, 1984, с. 1 08-110. (54 } СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУД ВИБРАЦИЙ И ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения 1влияния погрешности, обусловленной некратностью амплитуды вибраций и четвертью длины валны излучения лазера. Голографическая система, реализующая способ определения амплитуд вибраций, содержит интерферометр 1 в реальном времени, .ЯО„, 1392389 А1 на выходе которого формируется интерференционная картина, возникающая при интерференции волны, рассеивае— мой вибрирующим объектом 9> с волной, восстановленной с голограм...t 6. Амплитуда вибраций Р определяется в решающем устройстве 21 по формуле

Л /4sin (и Л „„), где Л вЂ” длина волны лазера 2; à — частота вибрации генератора 1 I; „„„- минимальное значение периода сигнала на выходе интерферометра l. Часто а генератора 11 определяется с помощью частотомера 19 и хранится в четвертом регистре 20. Минимальный период определяется с помощью периодомера 13, схемы 14 сравнения, счетчика 17, первого и второго регистров 15, 16 и õðàнится в третьем регистре 18, 1 ил.

1392389

Изобретение относится к измери тельной технике и может быть использовано для определения амплитуд виб-! раций при вибрационных испытаниях изделий, Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения влияния погрешности, обусловленной некратностью амплитуды t0 вибраций четверти длины волны излучения лазера.

На фиг,l приведены графики зависимости амплитуды колебаний точки объекта от времени и зависимости яр- 15 кости вибрирующей точки объекта на

1 выходе голографического интерферометра; на фиг.2 — функциональная схема голографической системы, реализующей способ определения амплитуд 20 вибраций.

Голографическая система, реализующая способ определения амплитуд вибраций, содержит интерферометр l в реальном времени, состоящий из лазера 2, светоделителя 3, оптически связанного с лазером 2 и делящего световой поток на два пучка, оптически связанные и расположенные по ходу первого пучка первый расширитель 4 пучка и первое поворотное зеркало 5, предназначенное для формирования голограммы 6, расположенные по ходу второго пучка второе поворотное зеркало 7 и второй расширитель 8 пучка, оптически связываемый с поверхностью объекта 9, возбудитель 10 вибраций, механический связываемый с объектом

9,,генератор 11, выход которого связан с входом возбудителя 10 вибраций, щ последовательно связанные фотоприемник 12 вход которого оптически связан с выходом интерферометра 1, периодомер 13 и схему 14 сравнения, последовательно связанные первый ре- 45 гистр 15, первый вход которого связан с первым выходом периодомера 13, и второй регистр 16, первый вход которого связан с вторым входом схемы

14 сравнения, счетчик 17, первый 50 вход которого связан с выходом схемы 14 сравнения, второй вход — с вторыми входами первого и второго регистров 15 и 16 и вторым выходом периодомера 13, третий регистр !8, первый вход которого связан с выходом второго регистра 16, последовательно связанные частотомер 19, вход которого связан с выходом генератора !1, и четвертый регистр 20, второй вход которого связан с вторым входом третьего регистра 18 и выходом счетчика !7, последовательно связанные решающее устройство 21 и индикатор

22, первый и второй входы решающего устройства 21 связаны соответственно с выходами третьего и четвертого регистров 18 и 20, решающее устройство 2! содержит канал 23 обмена информацией, центральный процессор 24, блок 25 оперативный запоминающий и блок 26 постоянный запоминающий, первый, второй входы и выход решающего устройства 21 центральный процессор

24, блок 25 оперативный запоминающий и блок 26 постоянный запоминающий связаны с каналом 23 обмена информацией.

Система работает следующим образом, Выходной сигнал с голографического интерферометра 1 в реальном времени, представляющий собой модулированный световой поток, изменяющийся по закону (фиг,!б), поступает на фотоприемник 12 и преобразуется в соответствующий электрический сигнал.Световой поток модулируется благодаря интерференции между волной, восстановленной с голограммы 6, и волной, рассеиваемой вибрирующим объектом 9, амплитуда которого меняется по закону, приведенному на фиг.la возбуждаемым генератором 11 вибраций. Пе" риодомер 13 измеряет периоды колебаний электрического сигнала и преобразует в цифровой код, по окончании измерения периода он вырабатывает на втором выходе сигнал конца преобразования.

Схема 14 сравнения сравнивает значение периода ;, поступившего с периодомера 13, со значением периода, ранее записанного в первом регистре

15 (1," „ ); если значение периода на выходе периодомера 13 меньше значения периода в первом регистре 15, то на выходе "Меньше" схемы 14 сравнения устанавливается высокий потенциап и снимается сигнал "Сброс" со счетчика 17, следовательно, счетчик

17 начинает подсчет импульсов "Конец преобразования", поступающих с периодомера !3, 11ериодомер 13 производит измерение периода следующей интерференционной полосы () и при поступлении импульса "Конец преобра1392389

7

4з)-п(1 < мин ) где — значение амплитуды вибраций объекта 9. минимальное значение периода сигнала на выходе интерферо" 55 метра 1. частота генератора 11. эования на вторые входы параллельной записи первого и второго регистров 15 и 16 производится перепись значения периода (0;), ранее хранимого в выходном регистре периодомера 13 в первый регистр 15, а во второй регистр 16 записывается значение периода (i; ), ранее хранимого в первом регистре 15. Таким образом, в выходном регистре периодомера 13, первом регистре 15 и втором регист" ре 16 хранится информация о периодах трех следующих один эа другим импульсов, Если при поступлении информации с регистра периодомера 13 о периоде (i;+„ ) импульса на схему 14 сравнения, она не изменила своего состоя-, ния, т,е, период (,,1 ) в периодомере 13 меньше периода (;) в первом регистре 15, следовательно, счетчик

17 не сбрасывается и продолжает подсчет поступающих на его второй счетный вход импульсов, При поступлении двух или более импульсов на выходе 25 счетчика 17 выставляется высокий потенциал, который сохраняется до момента, пока со схемы 14 сравнения не поступит сигнал "Сброс". Сигнал сброса вырабатывается в том случае, 30 если значение — величины периода, поступающего с периодомера 13, превосходит значение величины периода, записанного в первом регистре 15. По отрицательному фронту импульса, пос- 35 тупающего со счетчика 17 на второй вход, параллельная запись третьего и четвертого регистров 18 и 20 производится как и запись значения величины периода иэ второго регистра 40

16 в третий регистр 18; а в четвертый регистр 20 производится запись частоты вибраций, измеренной частотомером 19. Соответствующие значения минимального периода и частоты вибра- 45 ций поступают на вход решающего устройства 21. Решающее устройство 21 по формуле

Л вЂ” длина волны лазера 2, вычисляет значение амплитуды выбраций объекта 9, которое отображается на индикаторе 22. формула изобретения

1. Способ определения амплитуд вибраций, заключающийся в том, что формируют интерференционные полосы, возникающие при интерференции волны, рассеиваемой вибрирующим объектом, с волной, восстановленной с голограммы невоэмущенного состояния объекта, преобразуют интерференционные полосы в электрический сигнал, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют период каждой интерференционной полосы, определяют минимальное значение nepuo/l да цин, и вычисляют амплитуду вибраций (1,) по формуле

4зши- Я мик где 1 — длина волны зондирующего излучения, à — частота вибраций.

2. Голографическая система для определения амплитуд вибраций, содержа щая оптически связанные интерферо.-. метр в реальном времени и фотоприем ник, последовательно связанные гене ратор вибраций и возбудитель вибраций, механически связываемый с исследуемым объектом, частотомер, вход которого связан с выходом генератора вибраций, счетчик и индикатор, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности, она снабжена последовательно связанными периодомером, вход которого связан с выходом фотоприемника, первым регистром, вторым регистром, третьим регистром и решающим устройством, выход которого связан с входом индикатора четвертым регистром, первый вход которого связан с выходом частотомера, выход — с вторым входом решающего устройства, схемой сравнения, первый вход которой связан с первым выходом частотомера, второй вход - с выходом первого регистра, выход — с первым входом счетчика, второй вход которого связан с вторым выходом периодомера и вторыми входами первого и второго регистров, выход — с вторыми входами третьего и четвертого регистров

13 92389

Составитель С. Конюхов

pepaKTop JI. Повхан . Техред И.Верес

Корректор M. Демчик

Заказ 1882/44 Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4