摘要 本文介紹了一種新型的可調頻閃儀的結構及其工作原理。利用該儀器可獲取振動(dòng)、
高速旋轉或作周期運動(dòng)構件的單一“靜止”或者兩個(gè)及多個(gè)位置的“靜止”圖象并可觀(guān)察構
件的運動(dòng)軌跡。文中給出了測量實(shí)例。
關(guān)鍵詞 可調頻閃儀 振動(dòng) 高速旋轉構件
０ 引 言
可調頻閃儀是能夠使作振動(dòng)、高速旋轉或周期運動(dòng)構件變成“靜止不動(dòng)”構件的一種光學(xué)測
量裝置。若適當調節儀器的閃光頻率使其等于構件運動(dòng)頻率的倍數或因數則可以得到兩
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動(dòng)構件作“慢動(dòng)作”便可以觀(guān)察
其運動(dòng)軌跡了［１］�？梢�(jiàn)在頻閃效應作用下被測構件的動(dòng)態(tài)測量與“靜態(tài)”測量相當。這
就是測量技術(shù)中的“動(dòng)靜法”。
1 可調頻閃儀的結構及其工作原理
可調頻閃儀的結構及其工作原理框圖如圖1所示。該裝置由三大部分組成：頻閃系統脈沖
光源系統和信號傳感系統。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定了操縱系統的工作狀態(tài)它是靠工作
方式選擇開(kāi)關(guān)4使其進(jìn)入不同工作狀態(tài)的。工作方式有信號外部觸發(fā)延遲信號外部觸發(fā)和信
號在儀器內部自動(dòng)觸發(fā)三種。前兩種是借助于信號傳感器1和選擇編輯器2實(shí)施的。工作方式
選擇開(kāi)關(guān)4決定了頻閃的方式其中自動(dòng)觸發(fā)的信號由脈沖信號發(fā)生器3發(fā)出。信號傳感器1
采用光電傳遞信號的形式在被測構件上制作4～8mm寬的白線(xiàn)條作為識別標志。為了改善頻
閃形式避免當頻閃頻率超過(guò)某一限定值時(shí)的發(fā)光系統不工作現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(kāi)關(guān)4使觸發(fā)脈沖經(jīng)可調延時(shí)器6再將信號傳遞給操縱系統7。
為了保證頻閃裝置的正常工作該儀器設置了頻率計和過(guò)載指示器11。當頻閃燈的發(fā)光
功率超過(guò)60W時(shí)過(guò)載指示器中的發(fā)光二極管顯示指示操作者應該更換工作狀態(tài)。當劇烈
超載時(shí)(發(fā)光功率超過(guò)120W)操縱系統會(huì )將信號自動(dòng)截止。信號發(fā)生器3和操縱系統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(guò)程。當C3電壓達到最大值時(shí)，可控硅VS2導通使頻閃啟動(dòng)。整
個(gè)過(guò)程的控制由操縱系統電路實(shí)施。
1.2 操縱系統
操縱系統工作原理圖如圖3所示。在低邏輯條件下隨著(zhù)發(fā)射脈沖的進(jìn)入單穩態(tài)觸發(fā)器
DD1.1在觸點(diǎn)3達到協(xié)調一致。在反向電壓作用下單穩態(tài)觸發(fā)器DD1.2在出口Q處達到了協(xié)
調一致并形成脈沖的時(shí)間大約是4mｓ。脈沖前沿打開(kāi)了晶體管VT2和VT3結果在變壓器
T1線(xiàn)圈的繞組上產(chǎn)生了電流該電流打開(kāi)了圖2中的可控硅整流器VS2；脈沖的后緣打開(kāi)了
晶體管VT4、VT5結果在變壓器T2線(xiàn)圈的繞組上產(chǎn)生電流導致打開(kāi)可控硅整流器VS1時(shí)
間間隔為4mｓ。單穩態(tài)觸發(fā)器DD1.1給出了頻率函數，一體式振動(dòng)分析儀其合成頻率的數值利用時(shí)間回路并且
當關(guān)閉晶體管確定。例如，當頻閃能量為3J時(shí)合成頻率為40Hz是靠調節可調電阻R2確定
的。當頻閃能量為1J時(shí)打開(kāi)晶體管VT1調節電阻R4合成頻率為120Hz。
1.3 信號發(fā)生器工作原理
信號發(fā)生工作電路示于圖4。在局部系統DA1中的電壓比較電路起到了發(fā)生信號的作用。
電壓比較的轉移水平由接觸點(diǎn)9和圖2中的可調電阻R9(LEVEV)確定。在局部系統DA2構成了由
觸點(diǎn)16所聯(lián)的分壓器R10來(lái)調節勢能變化的頻率多諧振蕩器［２］。在DD1中由電子開(kāi)關(guān)
完成了工作制度的選擇DD2為頻率分壓器。分壓系數的選擇由倍增電路DD3實(shí)現。單穩態(tài)
觸發(fā)器DD4.1和DD4.2給出了內部自動(dòng)發(fā)射和外部發(fā)射脈沖。延時(shí)系統由晶體管VT1和編輯
系統DA3完成。延時(shí)的數值由觸點(diǎn)21的勢能(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和閃射能量的轉換開(kāi)關(guān)可實(shí)現延時(shí)的波段轉換。
1.4 脈沖發(fā)光系統與信號傳感器
在圖2中接通開(kāi)關(guān)S1操縱系統啟動(dòng)頻閃電路后啟動(dòng)線(xiàn)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給出的信號傳感系統中可見(jiàn)：傳感器采用反射測
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 可調頻閃儀的技術(shù)特征指標
外部信號觸發(fā)時(shí)測量頻率范圍為0～1000Hz。
內部信號觸發(fā)時(shí)使用頻率波段為5～12；10～25；25～50；40～100Hz。
頻閃能量：1J、3J。
頻閃光持續時(shí)間小于10μｓ。
延時(shí)調整分別為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 測量實(shí)例
下面給出可調頻閃儀配合光彈貼片儀對一鋁制的具有階梯形斷面并粘貼有光彈貼片的
高速旋轉圓盤(pán)進(jìn)行應力應變測量的實(shí)例。圓盤(pán)較薄部位和開(kāi)孔處的光彈條紋如圖5所示由此
很容易獲得圓盤(pán)開(kāi)孔處、貼片自由邊界處以及貼片內部任一測點(diǎn)的應力應變數值［１］。
可見(jiàn)它是解決高速旋轉構件動(dòng)應力應變測定的有效方法之一。
參考文獻
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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.