摘要 本文介紹了一種新型的可調(diào)頻閃儀的結(jié)構(gòu)及其工作原理。利用該儀器可獲取振動(dòng)、
高速旋轉(zhuǎn)或作周期運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的單一“靜止”或者兩個(gè)及多個(gè)位置的“靜止”圖象并可觀察構(gòu)
件的運(yùn)動(dòng)軌跡。文中給出了測(cè)量實(shí)例。
關(guān)鍵詞 可調(diào)頻閃儀 振動(dòng) 高速旋轉(zhuǎn)構(gòu)件
０ 引 言
可調(diào)頻閃儀是能夠使作振動(dòng)、高速旋轉(zhuǎn)或周期運(yùn)動(dòng)構(gòu)件變成“靜止不動(dòng)”構(gòu)件的一種光學(xué)測(cè)
量裝置。若適當(dāng)調(diào)節(jié)儀器的閃光頻率使其等于構(gòu)件運(yùn)動(dòng)頻率的倍數(shù)或因數(shù)則可以得到兩
個(gè)或多個(gè)位置的“靜止圖象”；稍微改變閃光頻率還可使運(yùn)動(dòng)構(gòu)件作“慢動(dòng)作”便可以觀察
其運(yùn)動(dòng)軌跡了［１］�？梢娫陬l閃效應(yīng)作用下被測(cè)構(gòu)件的動(dòng)態(tài)測(cè)量與“靜態(tài)”測(cè)量相當(dāng)。這
就是測(cè)量技術(shù)中的“動(dòng)靜法”。
1 可調(diào)頻閃儀的結(jié)構(gòu)及其工作原理
可調(diào)頻閃儀的結(jié)構(gòu)及其工作原理框圖如圖1所示。該裝置由三大部分組成：頻閃系統(tǒng)脈沖
光源系統(tǒng)和信號(hào)傳感系統(tǒng)。其中最基本的工作部分是發(fā)光裝置——頻閃燈10。頻閃燈的工作
受操縱系統(tǒng)7和電容9控制。脈沖發(fā)生器的工作方式?jīng)Q定了操縱系統(tǒng)的工作狀態(tài)它是靠工作
方式選擇開關(guān)4使其進(jìn)入不同工作狀態(tài)的。工作方式有信號(hào)外部觸發(fā)延遲信號(hào)外部觸發(fā)和信
號(hào)在儀器內(nèi)部自動(dòng)觸發(fā)三種。前兩種是借助于信號(hào)傳感器1和選擇編輯器2實(shí)施的。工作方式
選擇開關(guān)4決定了頻閃的方式其中自動(dòng)觸發(fā)的信號(hào)由脈沖信號(hào)發(fā)生器3發(fā)出。信號(hào)傳感器1
采用光電傳遞信號(hào)的形式在被測(cè)構(gòu)件上制作4～8mm寬的白線條作為識(shí)別標(biāo)志。為了改善頻
閃形式避免當(dāng)頻閃頻率超過某一限定值時(shí)的發(fā)光系統(tǒng)不工作現(xiàn)象可利用選擇編輯器2
? 本文于1996年5月收到。連通分壓器5使其降壓。在采用延遲外部觸發(fā)方式時(shí)選
擇開關(guān)4使觸發(fā)脈沖經(jīng)可調(diào)延時(shí)器6再將信號(hào)傳遞給操縱系統(tǒng)7。
為了保證頻閃裝置的正常工作該儀器設(shè)置了頻率計(jì)和過載指示器11。當(dāng)頻閃燈的發(fā)光
功率超過60W時(shí)過載指示器中的發(fā)光二極管顯示指示操作者應(yīng)該更換工作狀態(tài)。當(dāng)劇烈
超載時(shí)(發(fā)光功率超過120W)操縱系統(tǒng)會(huì)將信號(hào)自動(dòng)截止。信號(hào)發(fā)生器3和操縱系統(tǒng)7的用電
是由電源12供給的。
1.1 頻閃燈的啟動(dòng)
頻閃燈啟動(dòng)的電源電路是互感形式的。圖2中的二極管VD1、VD2和電容器C1、C2組成了倍壓
整流器將蓄能電容C3、C4接可控硅整流器VS1便形成了由C1、C2、C3、L1組成的振蕩回路。在
中斷VS1的瞬間產(chǎn)生了振蕩過程。當(dāng)C3電壓達(dá)到最大值時(shí)，可控硅VS2導(dǎo)通使頻閃啟動(dòng)。整
個(gè)過程的控制由操縱系統(tǒng)電路實(shí)施。
1.2 操縱系統(tǒng)
操縱系統(tǒng)工作原理圖如圖3所示。在低邏輯條件下隨著發(fā)射脈沖的進(jìn)入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
DD1.1在觸點(diǎn)3達(dá)到協(xié)調(diào)一致。在反向電壓作用下單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器DD1.2在出口Q處達(dá)到了協(xié)
調(diào)一致并形成脈沖的時(shí)間大約是4mｓ。脈沖前沿打開了晶體管VT2和VT3結(jié)果在變壓器
T1線圈的繞組上產(chǎn)生了電流該電流打開了圖2中的可控硅整流器VS2；脈沖的后緣打開了
晶體管VT4、VT5結(jié)果在變壓器T2線圈的繞組上產(chǎn)生電流導(dǎo)致打開可控硅整流器VS1時(shí)
間間隔為4mｓ。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器DD1.1給出了頻率函數(shù)，一體式振動(dòng)分析儀其合成頻率的數(shù)值利用時(shí)間回路并且
當(dāng)關(guān)閉晶體管確定。例如，當(dāng)頻閃能量為3J時(shí)合成頻率為40Hz是靠調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R2確定
的。當(dāng)頻閃能量為1J時(shí)打開晶體管VT1調(diào)節(jié)電阻R4合成頻率為120Hz。
1.3 信號(hào)發(fā)生器工作原理
信號(hào)發(fā)生工作電路示于圖4。在局部系統(tǒng)DA1中的電壓比較電路起到了發(fā)生信號(hào)的作用。
電壓比較的轉(zhuǎn)移水平由接觸點(diǎn)9和圖2中的可調(diào)電阻R9(LEVEV)確定。在局部系統(tǒng)DA2構(gòu)成了由
觸點(diǎn)16所聯(lián)的分壓器R10來調(diào)節(jié)勢(shì)能變化的頻率多諧振蕩器［２］。在DD1中由電子開關(guān)
完成了工作制度的選擇DD2為頻率分壓器。分壓系數(shù)的選擇由倍增電路DD3實(shí)現(xiàn)。單穩(wěn)態(tài)
觸發(fā)器DD4.1和DD4.2給出了內(nèi)部自動(dòng)發(fā)射和外部發(fā)射脈沖。延時(shí)系統(tǒng)由晶體管VT1和編輯
系統(tǒng)DA3完成。延時(shí)的數(shù)值由觸點(diǎn)21的勢(shì)能(即電阻R11“DELAY”)和由R15、C5(C4)所決
定的時(shí)間確定。借助于回路K1和閃射能量的轉(zhuǎn)換開關(guān)可實(shí)現(xiàn)延時(shí)的波段轉(zhuǎn)換。
1.4 脈沖發(fā)光系統(tǒng)與信號(hào)傳感器
在圖2中接通開關(guān)S1操縱系統(tǒng)啟動(dòng)頻閃電路后啟動(dòng)線圈和剩余電阻R13及電容 C5
使氣體發(fā)光燈NΦK—150頻閃發(fā)光。由圖2給出的信號(hào)傳感系統(tǒng)中可見：傳感器采用反射測(cè)
量原理它由發(fā)射紅外二極管VD6和接收二極管VD7、限流電阻R15、光電流放大晶體管VT
1組成。
2 可調(diào)頻閃儀的技術(shù)特征指標(biāo)
外部信號(hào)觸發(fā)時(shí)測(cè)量頻率范圍為0～1000Hz。
內(nèi)部信號(hào)觸發(fā)時(shí)使用頻率波段為5～12；10～25；25～50；40～100Hz。
頻閃能量：1J、3J。
頻閃光持續(xù)時(shí)間小于10μｓ。
延時(shí)調(diào)整分別為2.5×10-5～2.5×10-2ｓ和10-4～10-1ｓ
儀器電源220V50～60Hz功率小于160W。
3 測(cè)量實(shí)例
下面給出可調(diào)頻閃儀配合光彈貼片儀對(duì)一鋁制的具有階梯形斷面并粘貼有光彈貼片的
高速旋轉(zhuǎn)圓盤進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量的實(shí)例。圓盤較薄部位和開孔處的光彈條紋如圖5所示由此
很容易獲得圓盤開孔處、貼片自由邊界處以及貼片內(nèi)部任一測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值［１］。
可見它是解決高速旋轉(zhuǎn)構(gòu)件動(dòng)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)定的有效方法之一。
參考文獻(xiàn)
［1］ Нехотяев﹒В﹒ВФилиппов﹒Е﹒Б白象忠東南大學(xué)學(xué)
報(bào)1993,No.2,121～124
［2］ 朱達(dá)斌等主編模擬集成電路的特性及應(yīng)用航空工業(yè)出版社1994
Configuration and Activity Theoretical of Placet Frequency 
Modulation Glary Inｓtrument
Bai,Xiang-zhong
E.B.Filippov
(Yanｓhan Univ.Qinhuangdao066004)
(Univ.of Kazan,Kazan420010Ruｓｓia)
ABSTRACT:The Configuration and activity theoretical of the placet 
frequency modulation glary inｓtrument are introduced in thiｓ paper.
By uｓing the inｓtrument,the mapｓ of building block at bob,highｓpeed 
civcumglate and cycle atheleticｓ which include the oneneｓｓ and plura
l location dormancy can be computed,atheleticeｓ locuｓ at ｓlow motion 
of building block ｓlow motion can be looked into.The admeaｓure exampl
e are reported alｓo.
KEY WORDS：Placet frequency modulation glary inｓtrument,Bob,Hi
ghｓpeed building block.