Пьезооптический преобразователь

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет упростить конструкцию и процесс измерений. Чувствительный элемент 3 преобразователя вьшолнен в виде клина, непарал// лельные клинообразующие поверхности которого расположены параллельно заданному направлению действия измеряемого усилия, и состоит из двух сек- 113ИЙ 7 и 8с различными пьезооптическими коэффициентами. При увеличении измеряемого усилия на элемент 3 величины сигналов на выходе фотоприемника 5 проходят ряд минимумов и максимумов . По количеству максимумов, подсчитанных арифметическим устройством 9, определяют величину усилия. Схема слежения 10 определяет знак изменения уровня сигнала на выходе фотоприемника 6. За анализатором 4 установлена отсчетная шкала в виде матового стекла с делениями. 2 ил. § (Л ЬЭ сл ч ij; Од Фаг.1

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 01 L 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 БИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3779081/24-10 (22) 08. 08. 84 (46) 15.09.86 Бюл. М 34 (72) Б. В. Ульянов, Л. Н Леншутин и В.А.Жаботинский (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 939974, кл. G 01 ? 1/24, 1980.

Авторское свидетельство СССР

11 383406, кл. G 01 L 1/24, 1970. (54) ПЬЕЗООПТИЧЕСКИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет упростить конструкцию и процесс измерений.

Чувствительный элемент 3 преобразователя выполнен в виде клина, непарал„.80„„12574 6 А1 лельные клинообразующие поверхности которого расположены параллельно заданному направлению действия измеряемого усилия, и состоит из двух секций 7 и 8 с различными пьезооптическими коэффициентами. При увеличении измеряемого усилия на элемент 3 величины сигналов на выходе фотоприемника 5 проходят ряд минимумов и максимумов ° По количеству максимумов, подсчитанных арифметическим устройством 9, определяют величину усилия.

Схема слежения 10 определяет знак изменения уровня сигнала на выходе фотоприемника 6. 3а анализатором 4 установлена отсчетная шкала в виде матового стекла с делениями. 2 ил.

1257416

3S

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения механических усилий и других физических величин, приводящихся к ним, Целью изобретения является увеличение диапазона измерения.

На фиг.1 представлена схема преобразователя; на фиг.2 — графики выходных сигналов фотоприемников.

Преобразователь содержит (фиг.1) последовательно размещенные источник

1 монохроматического излучения, поляризатор 2, чувствительный элемент 3, анализатор 4 и два фотоприемника 5 и 6. Чувствительный элемент выполнен из двух секций 7 и 8 с различными пьезооптическими коэффициентами. Выход фотоприемника, расположенного за секцией с большим пьезооптическим коэффициентом, соединен с первым входом арифметического устройства 9.

Выход второго фотоприемника, расположенного за второй секцией, соединен с входом схемы слежения 10, выход которой соединен с вторым входом арифметического устройства.

Преобразователь работает следующим образом.

При воздействии на чувствительный элемент 3 измеряемого усилия Р в нем возникает механическое напряжение 8 . При этом на выходе фотоприемника 5 и 6 величины сигналов равнй соответственно и Х

I - з1п А Р;71;

Т з п А Р П

? где А — константа;

П и Dz пьезооптич(ские коэффи

1 циенты первой и второй секций, при этом П, п .

При увеличении измеряемого усилия

Р от нуля до какой-то величины при достаточном значении П, ввиду периодичности функция I прохо,дит ряд максимумов и минимумов, количество которых пропорционально Р (фиг.2).

Таким образом, подсчитывая количество максимумов с помощью арифметического устройства 9, измеряют величину усилия. Значение П при этом выбирают так, чтобы во всем измеряемом диапазоне P произведение A P и не превышало 1Г/2, т.е. I имела значения, соответствующие только первому полупериоду.

При изменении величины P изменяется как количество максимумов величины I, так и уровень Т . Схема слежения 10 определяет знак изменения уровня I и выдает соответствующий сигнал на второй вход арифметического устройства 9. При этом, если I увеличивается, т.е. увеличивается P арифметическое устройство производит сложение количества максимумов Т, а при уменьшении P — - их вычитание, фиксируя, таким образом, новый уровень значения P. Соотношение между ", и

П, выбирается из условия получения необходимой точности измерения. Так, если точность составляет 1 7., то необходимо, чтобы измеряемый диапазон включал 100 максимумов I и 1 максимум I, т.е. максимальное произведение A P Г1„ было равно (100 — — Я

1

2 а Я Р П = — 11, или П /0 z =199, что достигается подбором соответствующих материалов.

Формула изобретения

Пьеэооптический преобразователь, содержащий оптический канал из последовательно размещенных источника монохроматического излучения, поляризатора, чувствительного элемента и анализатора, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью упрощения конструкции и процесса измерения, в не- го введена отсчетная шкала в виде матового стекла с делениями, расположенная за анализатором, а чувствительный элемент выполнен в виде клина, у которого непараллельные клинообразующие поверхности расположены параллельно заданному направлению действия измеряемого усилия.

1257416

Составитель В.Маслов

Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай

Ъ.

Редактор К.Волощук

Заказ 4905/36 Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4