Измерение параметров движения интерференционным методом в широком диапазоне амплитуд перемещений

Abstract

Предложена методика измерения перемещения элементов механических систем интерференционным методом при произвольном соотношении между длиной волны электромагнитного излучения и амплитудой перемещения. Данная методика позволяет исключить неоднозначность определения перемещения движущегося объекта из тригонометрического уравнения, связывающего расстояние от объекта до детектора и измеренный ток детектора. Методика проверена экспериментально путем измерения относительного перемещения металлического диска, приводимого в возвратно-поступательное движение кривошипно-шатунным механизмом. Показано, что предложенная реализация интерференционного метода позволяет измерять перемещение при колебательном движении с хорошей точностью даже в случае, когда размах колебаний в несколько раз превышает длину волны электромагнитного излучения, используемого при измерениях.

A procedure is proposed to measure the displacement by the interference method for an arbitrary ratio between the displacement amplitude and the electromagnetic wavelength. The procedure resolves ambiguity in determining the displacement of a moving object from the equation that relates the distance between the object and the detector to the measured detector current. The procedure is verified by experiment by measuring the relative displacement of a crank-driven metal disk executing a reciprocal motion. It is shown that the proposed realization of the interference method does allow one to measure the displacement in vibratory motion to good accuracy even if the peak-to-peak vibration amplitude is far greater than the electromagnetic wavelength used in the measurements.