Способ дистанционной поверки линейных мер

 

!

О П И С.- À. Í И Е

ИЗОБРЕТЕН И Я

»769324

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву 455239 (22) Заявлено 28.06.76 (21) 2376930 25-28 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приор итет— (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллстснь ¹ 37 (45) Дата опубликован1 я описания 07.10.80

Ч К.„з

G 01 В 21/02

Государственными комитет по делам изобретений и открытий (531 УДК 531.715.2 (088.8) (72) Автор изобретения

Ю. H. Костава

Тбилисский филиал Всесоюзного научноисследовательского института метрологии имени Д. И. Менделеева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОЙ ПОВЕРКИ

ЛИНЕЙНЫХ МЕР где: Up — амплитуда колебаний, зо ф = Ло)о/Q.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поверки линейных мер.

По основному авт. св. № 455239 известен способ дистанционной поверки линейных мер, заключающийся в том, что по каналам связи передают эталонную часто ту, эквивалентную эталонному размеру, в пункте приема ею модулируют световой поток источника света, например оптического квантового генератора, поток направляют па поверхности, ограничивающие поверяемый размер меры и измеряют фазовый сдвиг между импульсами, отраженными от поверхностей (1).

При этом эталонную частоту в пункте приема измспяют на определенную вели-— чину до момента равенства ее периода удвоенному фазовому сдвигу между нмпульсачи, отраженными от поверхностей, и по величине изменения частоты судят о разности размеров поверяемых мер.

Этот способ обладает недостаточной точностью измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений, Это достигастся тем, что после изменения эталонной частоты осуществляют ее частотную модуляцию, а о моменте равенства периода измененной эталонной часто.

2 ты удвоенному фазовому сдвигу судят по удвоению частоты, ее огибающей.

На фиг. 1 изображена схема устройства для реализации предложенного спосо5 ба; на фиг. 2 схематически показан характер изменения амплитуды огибающей при суперпозиции частотномодулированных синусоидальных колебаний от разности фаз.

10 Предложенный способ заключается в следующем.

По каналам связи передают эталонную частоту, эквивалентную эталонному размеру, например, из Государственного центра-!

5 хранителя единицы времени и частоты.

Эту эталонную частоту принимают приемником 1 эталонной частоты и используют ее для поверки опорной частоты синтезатора 2 частоты, который дает возмо кность

20 изменять эталонную частоту с определенным шагом. Синусоидальные колебания синтезатора 2 модулируют в частотном модуляторе 3 сигналом низкочастотного генератора 4 по закону, описываемому

25 уравнением:

U = о — sin (ото1 + Фв1п Ol) (1) 769324 (op — частота, задаваемая синтезатором 2, 9 — частота задаваемая низкочастотным генератором 4, Лсоо — глубина девиаций.

Сигналом с выхода частотного модулятора 3 модулируют в модуляторе 5 света по интенсивности излучение от источника 6 света, например, оптического квантового генератора.

Пучок света после модулятора 5 направляют через полупрозрачное зеркало 7 на свободную измерительную часть меры 8 и на поверхность притертой и другой ее измерительной поверхности контактной пластины 9 (либо на зеркала, жестко скрепленные тубусами двух фотоэлектрических микроскопов, установленных соответственно на начальный и конечный штрихи штриховой линейной меры). Отраженные нормально от указанных поверхностей световые пучки направляют полупрозрачным зеркалом 7 . на фотоприемник 10. Электрический сигнал .иа выходе фотоприемника 10, соответствующий интенсивности световых пучков, отраженных от указанных поверхностей, соответствен но имеет вид U = U> + Uq. (2)

При этом:

Up(яп (capt + рз|пЖ) (3)

Ui = Upg sin )i0)p(t+At) + psinQ(t+At)) (4) где: At — промежуток времени, на который сдвинуты фазы модулированных по интенсивности световых пучков друг относительно друга.

Ж = 2L/Cp где: L — длина меры, Cp — скорость света в. вакууме.

Сдвиги фаз для частот соо и Q соответственно равны: q> = 2L Ñp,соо и V=2L/Сой.

При отсутствии частотной модуляции (6=0)

U pt+ Uоа + 2Up< к созч Х

Х sin (Ы + L ). (5)

Зависимость .амплитуды; резульгирую,щего..;колебания от фазы ср показана на ,фиг.:2. в виде кривой 1,. из которой видно, что. в.момент, когда удвоенный фазовый сдвиг между световыми пучками, отраженными от поверхностей, ограничивающих размер меры, равен. периоду колебаний (р = л), амплитуда результирующего колебания принимает минимальное значение.

Прн наличии частотной модуляции амплитуда результирующего колебания меняется с частотной Q. Характер этих изменений показан на фиг, 2 в виде кривой 2.

1о При р =л результирующее колебание имеет вид: )

1ГУ, + up2 2с о Up +

+ cosôsin Qt + )sin (Qt +- Ч") (6)

15 Характер изменения амплитуды результирующего колебания показан на фиг. 2, в виде кривой 3, из которой видно, что амплитуда результирующего колебания из меняется с удвоенной частотой 2Й.

Сигнал на выходе фотоприемника 10 наблюдают осциллографом 11. Частоту синтезатора изменяют до тех пор, пока не произойдет удвоение частоты огибающей результирующего колебания.

25,Легко заметить, что при глубине девио о ацин Atop = Л1 с частота синтезатора соо, прн которой прози исходит удвоение частоты огибающей результирующего колебания, наблюдаемой на экране осциллографа, эквивалентна длине меры, определенной с точностью

+.ЬЕ..

Формула изобретения

Способ дистанционной поверки линей.ных мер по авт. св, Хе 455239, отл ич а ю40 шийся тем, что,. с целью повышения точности измерений, после изменения эталонной частоты осуществляют ее частотную модуляцию, а о моменте равенства периода измененной эталонной частоты удвоеи45 ному фазовому сдвигу судят по удвоению частоты, ее огибающей.

Источники информации принятые- во внимание. при экспергнзе

1. Авторское свидетельство СССР

50 Хо 455239,, кл. G 01 В 19/36. 1972 1нрототип).

769324

Й

Фиг. 1

Составитель П. Юров

Редактор Л. Kypacosa Техред О. Павлова Корректор Л. Светланова

Заказ 7118 Изд. ¹ 505 Тира и 810 Подписное

Ц11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпкй

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

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисиачкома