Устройство для измерения смещений

 

Изобретение относится к контрольной измерительной технике. Цель изобретения - расширение диапазона измерений за счет обеспечения измерения временных задержек акустического сигнала на величины, превышающие период колебаний опорного сигнала . Устройство содержит оптически связанные источник 1 светового пучка, акустооптическую ячейку 2 и фотоприемник 3, генератор 5 несущей частоты, выход которого подключен к входу ячейки 2, и свипгенератор 6. Фаза сигнала с фотоприемника 3 зависит от смещения пучка от источника 1 относительно торца ячейки 2. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ С08ЕТСННХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1580166 А1 (Ю (И) (g))5 G 01 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОЬ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ ССОР

1 (21) 4493078/24-28 (22) 30.08,88 (46) 23.07.90. Бюл, Р 27 (71) Научно-исследовательский институт прикладной геодезии (72) В.И.Юрлов и В.В.Пузырев (53) 631.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1427179, кл. G 01 В 21/22, 1988..(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к контроль". измерительной технике, Цель изобрете2 ния - расширение диапазона измерений за счет обеспечения измерения временных задержек акустического сигнала на величины, превышающие период колебаний опорного сигнала. -Устройство содержит оптически связанные источник

1 светового пучка, акустооптическую ячейку 2 и фотоприемник 3, генератор

5 несущей частоты, выход которого подключен к входу ячейки 2, и свипгенератор 6. фаза сигнала с фотоприемника 3 зависит от смещения пучка от источника 1 относительно торца ячейки 2. 1 з,п.ф-лы, 1 ил.

1580166

U бь(х cos (gt

Uî„= cosset °

Я. ф=Кх=х-— о ф = 270 +ц>

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения смещений объектов.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений за счет обеспечения измерения временных задержек акустического сигнала на величины, привышающие период колебания опорного сигнала.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство состоит из оптически связанных источника 1 светового пуч ка, акустооптической ячейки 2 и фотоприемника 3, фазометра 4, первый выход которого подключен к выходу фотоприемника 3, генератора 5 несущей частоты, выход которого подключен к входу ячейки 2, свин-генератора 6, выход которого подключен к модуляционному входу генератора 5, блока 7 сравнения фаз, входы которого подключены к выходу фотоприемника 3 и к выходу свип-генератора .6 соответственно, регистрирующего блока 8, информационный вход которого подключен .к выходу фазометра 4, а вход команды записи — к выходу сигнала конца перестройки частоты свил-генератора 6, и счетчика 9, информационный вход которого подключен к выходу блока 7, а вход сброса — к выходу сигнала начала перестройки частоты свип-генератора 6.

Устройство работает следующим образом. х - координата вдолв распространения

5 ультразвуко вой волны.

Пройдя расстояние от входного торца ячейки 2 до светового пучка от источника 1, равное х, волна приобретает временную задержку и вступает во взаимодействие со световым пучком. В результате часть светового пучка отклоняется в дифракционный максимум и попадает на фотоприемник

3, который детектирует световой сигнал и подает на первый вход фазометра

4 задержанный во времени сигнал с частотной свип-генератора 6.

На второй вход фазометра 4 подается опорный сигнал от генератора 6.

Фазовый сдвиг между этими сигналами составляет величину

30 линейно связанную с расстоянием х„, При работе в широком диапазоне измерений величин.х .фазовый сдвиг может содержать несколько целых пе35 риодов фазы, равной 2Т

Генератор.5 генерирует синусоидальные колебания частотой Я, промоду40 лированные по амплитуде сигналом частотои P от свип-генератора 6, изменяющейся в пределах Я, (Я (Я .

В результате на ячейку 2 поступает

45 амплитудно-модулированный сигнал и в ячейке 2 возбуждается ультразвуковая волна вида (ху t), = (1 + cos(gt Kõ) ñÎs(Æ вЂ” Кх) 3, 50 где К = ——

Я .

t волновые числа огибающего и несуще- 55

ro колебаний; скорость ультразвуковой волны; где N — целое число периодов;

1 - дробная часть.

Фазометр 4 измеряет только дробную часть р. В процессе перестройки частоты генератора 6 от и до $l полный фазовый сдвиг изменяется на ве-!.личину

Я,-R„ ф= х

За время перестройки частоты генератора 6 от Я, до Я фазовый сдвиг сигналов на входах фазометра 4 проходит N периодов 2 I< . При этом блок 7 выдает И импульсов на счетчик 9. В результате в счетчике 9 записывается число, В момент окончания перестройки, когда частота генератора 6 принимает значение Й в регистрирующий блок 8 иэ фазометра 4 вводится дробная часть фазового сдвига на частоте Я .

1580166 формула изобретения

Составитель М.Кузнецов

Редактор Н.Лазаренко Техред М,Ходанич Корректор М.Кучерявая

Заказ 2003 Тираж 485 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-.издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

1. Устройство для измерения смещений, содержащее оптически связанные источник светового пучка, акустооптическую ячейку и фотоприемник, генератор несущих колебаний, выход которого подключен к входу акустооптической ячейки, генератор опорных колебаний, выход которого подключен к модуляционному входу генератора несущих колебаний, фазометр, входы которого подключены к выходам фотоприемника и генератора опорных колебаний соответственно, и регистрирующий блок, вход которого подключен к выходу фазометра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, оно снабжено блоком сравd нения фаз, входы которого подключены к выходам фотоприемника и генератора опорных колебаний соответственно, и счетчиком, вход которого подключен к выходу блока сравнения фаз, а генератор опорных колебаний выполнен перестраиваемым.

2. Устройство по п.1, о т л и -. ч а ю щ е е с я тем, что генератор опорных колебаний выполнен в виде свип-генератора, счетчик выполнен с входом сброса, подключенным к выходу синхроимпульсов начала изменения частоты свин-генератора, а регистрирующий блок выполнен с входом коман» ды записи, подключенным к выходу синхроимпульсов конца изменения частоты

2О свин-генератора.