Фотоэлектрический коррелятор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИ ВТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик ()849237 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16,1079 (21) 2831592/18-24 с присоединением заявки Ж(23) Приаритет

Опубликовано 230781.. Бюллетень М 27 (51)М: Клз

О 06 6 7/19

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 881.333 (088. 8) Дата опубликования описания 23,07.81 (71) Заявитель авиации им,Ленинского Комсомола (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧБСКИЙ КОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится К аналоговым электромеханическим вычислительным устройствам и предназначено для использования в области исследования случайных процессов, в частности при их корреляционном анализе, а точнее при излучении колебаний различных механических систем, например вибрации авиационных двигателей.

Известен электромеханический коррелятор, предназначенный для получения корреляционных (автокорреляцион" ных) функций при изучении колебаний механических объектов, содержащий чувствительные блоки на базе тензорезисторных мостовых схем (1).

Недостатками этого коррелятора являются низкая чувствительность из» мерения и, следовательно, невысокая точность.

Наиболее бЛизким к изобретению по технической сущности является низкочастотный фотоэлектрический корре лятор, содержащий чувствительный блок,. выполненный в виде корпуса, внутри которого установлен на пружи= нах инерционный элемент, осветитель и оптическую систему, фоторезисторы, включенные в плечи преобразующего и перемножающего дифференциальных мостов, причем выход преобразующего моста через блок задержки подключен к вхбду перемножающего моста, в диагональ которого включен ийдикатор, фоторезисторы размещены на корпусе чувствительного блока по взаимно перпендикулярным осям, проходящим через центр оптической системы и осветителя, инерционный элемент выполнен в виде пустотелого цилиндра с боковыми прорезями, расположенными в диаметрально противоположных точках (2) °

Недостатки известного коррелятора связаны с наличием погрешностей в работе электрической части коррелятора, так как за счет размещения фоторезисторов на корпусе чувствительного блока, подверженного исследуемым колебаниям, требуется обеспечение подвижного токосъема с них, подверженного при этом паразитным внешним динамическим наводкам электромагнитного происхождения, Цель изобретения — повышение точности работы коррелятора.

Поставленная цель достигается тем, что в коррелятор, содержащий блок чувствительных элементов, имеющий корпус, внутри. которого установлен на пружинах инерционный элемент, 849237 внутри которого на двух взаимно пер" пендикулярных осях размещены четыре линзы, в общем фокусе которых укреплен осветитель; на оптических осях линз помещены соответствующие фоторезисторы, которые подключены попарно и соответственно в плечи преобразующего и перемножающего мостов, причем выход преобразующего моста через блок задержки подключен к входу перемножающего моста, выход которого соединен с индикатором, введен жестко связанный с корпусом светонепроницаемый полый цилиндр, размещен- . ный между линзами и фоторезисторами, закрепленными на внешней части инерционного элемента, светонепроницаемый полый цилиндр имеет на боковой поверхности окна, причем в каждой ларе противоположно расположенных окон нижняя кромка одного окна совмещена с соответствующей оптической осью, с которой совмещена верхняя кромка второго окна.

На фиг.1 представлен чувствительный блок фотоэлектрического коррелятора; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема.

Фотоэлектрический коррелятор состоит из механической и электрической частей.

Механическая часть, т.е. блок чувствительных элементов, имеет корпус (кожух) 1, внутри которого установлен на пружинах 2 и 3 инерционный элемент 4 с размещенным внутри осветителем 5 постоянной освещенности с оптической системой из четырех ортогонально расположенных линз б, служащих для создания равномерных световых потоков, четыре фоторезистора 7 и цилиндрический экран 8 в виде полого цилиндра из светонепроницаемого материала, жестко -сочлененный с корпусом 1. Инерционный элемент 4 состоит из верхней и нижней частей, соединенных друг с другом посредством четырех стоек, при этом на нижней части крепятся осветитель 5 и линзы б, а на ее крестовине - фоторезисторы 7. Экран

8 имеет боковые окна, расположенные в диаметрально противоположных точках, причем попарно дифференциально (разносторонне) относительно оптических осей, что обеспечивается гайкой 9, и направляющие прорези внизу. В верхней части инерционного элемента 4 и корпуса 1 предусмотрены отверстия для теплоотвода, а в нижней части последнего — фланцы для крепления к исследуемому объекту.

Электрическая часть коррелятора (фиг.2) содержит размещенные в блоке

10 чувствительных элементов фоторезистрры 7 -7 (причем параметры у однотипных элементов идентичны), включенные в плечи преобразующего

11 и перемножающего 12 дифференци55 функции механических колебаний и об60 ладает достаточно широким частотным

50 альных электрических мостов. Вход преобразующего моста связан с источником 13 постоянного напряжения, а выход его подключен через блок 14 задержки к входу перемножающего моста 12, выход которого соединен с индикатором 15 корреляционной функции. Вторые плечи мостов образованы резисторами 16. . Фотоэлектрический коррелятор работает следующим образом.

Чувствительный элемент 10 закрепляется на исследуемом объекте, и его корпус 1, равным образом и цилиндрический светонепроницаемый экран 8, колеблется по закону входного сигнала. Это приводит к пропорциональной модуляции световых потоков, падающих от осветителя 5 на светочувствительные площадки фоторезисторов 7, и к соответствующему изменению их сопротивлений, причем попарно дифференциально (противофазно) у фоторезисторов каждой мостовой схемы за счет расположения окон инерционного элемента в диаметрально противоположных точках по разные стороны относительно оптических осей.

При этом инерционный элемент 4 вместе с расположенными на нем осветителем 5 и фоторезисторами 7 путем соответствующего подбора упругости пружин 2 и 3 остается неподвижным (в стационарном положении).

Ввиду того, что преобразующий мост 11 питается постоянным напряжением, на его выходе формируется электрический сигнал, пропорциональный закону исследуемых колебаний.

Этот сигнал подается в блок 14 задержки. Задержанный сигнал поступает на вход перемножающего моста

12. С учетом известного свойства одинарных (четырехплечных) мостов осуществляется перемножение входного сигнала на функцию изменения сопротивлений активных плеч,в данном случае сопротивлений фоторезисторов 7> и 7>, сигнал на выходе моста 12 оказывается пропорциональным, кратным произведению прямого и задержанного сигналов, поступающим на индикатор 15

Индикатор 15 обладает интегрирующим и регистрирующим свойствами (например, магнитоэлектрический измерительный прибор), поэтому по нему осуществляется фиксация оценки автокорреляционной функции механических колебаний исследуемого объекта.

Изобретение позволяет повысить точность измерения корреляционной диапазоном использования. Оперирование при измерении электрическими сигналами сравнительно высокого уровня пает возможность применять в схеме коррелятора электроизмерительные ин849237

Формула изобретения

Составитель В.Жовинский

Редактор Г.Кацалап Техред М.Голинка

Заказ 6095/64 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изОбретений и открытий

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

Коррек:ор Л.Иван

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 дикаторы, имеющие высокие точностные и метрологические показатели.

Фотоэлектрический коррелятор, содержащий блок чувствительных элемен тов, имеющий корпус„ внутри которого установлен на пружинах инерционный элемент, внутри которого на двух взаимно перпендикулярных осях размещены четыре линзы, в общем фокусе которых укреплен осветитель, на оптических осях, линз помещены соответствующие фоторезисторы, которые подключены попарно и соответственйо в плечи преобразующего и перемножающего мостов, причем выход преобразующего моста через блок задержки подключен к входу перемножающего моста, выход которого соединен с индикатором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введен жестко связанный с корпусом светонепроницаемый полый цилиндр, размещенный между линзами и фоторезисторами, закрепленными на внешней части инерционного элемента, светонепроницаемый полый цилиндр. имеет на боковой поверхности окна, причем в каждой паре противоположно расположенных окон нижняя кромка одного окна совмещена с соответствующей оптической осью, с которой совмещена верхняя кромка второго окна.

Источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 289418, кл. G Об G 7/19, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 492892, кл. G 06 G 7/19, 1974.