Стробоскопический эффект
Входы: частота электрических колебаний.
Выходы: скорость вращения.
Графическая иллюстрация:
Рис.2.74. Стробоскопический эффект
Сущность:
Стробоскопический эффект - зрительная иллюзия, возникающая в случаях, когда наблюдение какого-либо предмета или картины осуществляется не непрерывно, а в течение отдельных периодически следующих один за другим интервалов времени (например, при периодическом открывании и закрывании проецируемой на экран картины вращающимся диском с прорезями — обтюратором, или при периодических вспышках света в тёмном помещении).
На (рис.2.74) представлена иллюстрация стробоскопического эффекта. Если, например, частотавспышек света, который освещает вращающуюся спицу, будет равна числу оборотов спицы за 1 сек, то спица будет освещаться каждый раз в одном и том жеположении«О» (в одинаковой фазе кругового движения) и зрительно она будет казаться неподвижной. Если же частоту появления вспышек несколько уменьшить, то период между вспышками увеличится и за этот период спица будет совершать целый оборот, плюс поворот ещё на небольшой угол, следовательно, при каждой следующей вспышке она будет казаться немного сдвинутой в направлениивращения, последовательно в положении 1, 2,3 и т.д., т. е. она будет казаться медленно вращающейся в том же направлении, как это показано на (рис. 2.74 а).
В том случае, когда частотавспышек немного больше числа оборотов спицы в сек, каждая последующаявспышкабудет освещать спицу вположении, пока она не сделала ещё полного оборота, т. е. последовательно в положениях 0, 1, 2, 3... и т.д. (рис.2.74, б), и она будет казаться медленно вращающейся в противоположную сторону от её реального движения. Такое же кажущееся обратноевращениеспицы возникает и в случае, когда частота вспышек почти вдвое, втрое или вчетверо меньше вращения спицы. Это — т. н. стробоскопическая иллюзия, которую мы иногда видим в кино.
Стробоскопический эффект обусловлен инерцией зрения, т. е. сохранением в сознании наблюдателя воспринятого зрительного образа на некоторое (малое) время после того, как вызвавшая образ картина исчезает. Если время, разделяющее дискретные акты наблюдения, меньше времени «гашения» зрительного образа, то образы, вызванные отдельными актами, сливаются и наблюдение субъективно ощущается как непрерывное.
Математическое описание:
,где
–частота движения
дела [Гц],
- частота импульсов
света [Гц],
F – частота движения тела при несовпадении частот движения тела и световых импульсов [Гц].
Применение:
1.Бесконтактное измерение скорости вращения тел.
2. А.с. 255 684: Фазовый способ измерения длины волны ультразвука, основанный на использовании стробоскопического эффекта при помощи бегущих ультразвуковых волн, отличающийся тем, что с целью повышения точности, модулируют одну из бегущих ультразвуковых волн, освещаемых пучком света, по фазе, наводят последовательно ось фотоэлектрического микроскопа на максимум освещенности видимого изображения и по расстоянию между соседними максимумами судят о длине ультразвуковой волны.
3. А.с. 515 936: Способ определения окружных люфтов трансмиссий с ведомым и ведущими валами, заключающийся в том, что на ведомом валу наносят базовую метку и вращают его с определенной и постоянной угловой скоростью, отличающийся тем, что с целью повышения точности определения люфтов, освещают базовую метку стробоскопическими импульсами с частотой, при которой метка кажется неподвижна, изменяют синхронно скорость вращения ведущего вала и частоту импульсов и определяют угол отклонения метки от первоначального ее положения, по которому судят о люфтах трансмиссий.