Пьезоэлектрический зеркальный индикатор

 

О П И С А Н И Е 27l035

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено ЗО.XI I.1967 (¹ 1208921/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опуоликовано 12.V.1970. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 13.VI I I.1970

Кл. 42d, 3/10

МПК, G 01d 5/28

УДК 621.3.087.6:53. .082.73 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

П. Н. Кулаков

Заявитель

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗЕРКАЛЬНЫЙ ИНДИКАТОР

Известные пьезоэлектрические зеркальные индикаторы, содержащие измерительный механизм, к пьезочувствительным элементам которого подведены управляющие напряжения, фиксирующее зеркальце, прижимаемое пружиной к концам пьезочувствительных элементов и жестко закрепленное на диске, расположенном на подшипниках с двумя степенями свободы, и оптическую систему с осветителем, характеризуются малой чувствительностью и не обеспечивают индикацию координат без преобразования сигналов от двух независимых датчиков координат х, у.

В предлагаемом индикаторе измерительный механизм выполнен в виде четырех идентичных пьезопластин с кернами на концах, изготовленных в виде попарно склеенных пьезоэлементов, расположенных попарно таким образом, что плоскости их симметрии перпендикулярны друг другу, а линия пересечения плоскостей проходит через центр фиксирующего зеркальца, при этом к датчику координаты х или у попарно подключены четыре идентичных пьезоэлемента таким образом, что в каждой пьезопластине один из элементов удлиняется, а другой укорачивается, а изгиб симметрично расположенных пьезопластин совершается в противоположных направлениях.

На фиг. 1 изображен предлагаемый индикатор, общий вид; на фиг. 2 — электрическая схема оптической системы прибора с осветителем.

Подвижная система двухкоордпнатного пьезоэлектрического зеркального индикатора повышенной чувствительности состоит из одного

5 общего фиксирующего зеркальца 1, восьми идентичных по параметрам, попарно склеенных пьезоэлектрических элементов 2 и пружины 8, прижимающей зеркальце к наконечникам пьезопластпн.

1о Круглое зеркальце 1 поверхностью отражения укреплено на круглом металлическом диске 4, в центре которого имеется скоба 5 для крепления к пружине 8, а по окружности с диаметром, равным половине диаметра диска

15 1, симметрично закреплены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях две пары малогабаритных агатовых подшипников 6.

Основание состоит из неподвижной 7 п двух подвижных 8 текстолитовых плат, укреплен20 ных с одной степенью свободы на двух призмах 9, прикрепленных, в свою очередь. к неподвижной плате. Платы 7 и 8 могут быть металлическими.

Положение плат 8 относительно платы 7

25 фиксируется прп помощи двух плоских пружин 10 и регулировочных винтов 11. Пружины

10 прикрепляются к неподвижной плате основания винтами 12, при помощи которых можно отрегулировать необходимое давление пвуЗО жин 10 на платы 8.,271035

Пружина 3 закреплена в основании прибора на металлической шпильке 13, для чего н основании выполнено круглое отверстие 14 с пазами под шпильку.

Четыре идентичных пьезопластины 2, каждая из которых склеена из двух одинаковых по параметрам пьезоэлементов, закреплены в изоляционных гнездах 15 основания, причем два противоположных пьезоэлемента размещены симметрично и соединены электрически, а образованные таким образом две пары пьезоэлементов расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, линия пересечения которых является осью симметрии двухкоординатной системы.

Положение одной из пластин в каждой паре пьезопластин 2 можно точно регулировать при помощи винтов 11.

На наружных концах пьезопластин 2 укреплены металлические наконечники 1б с изоляционными прокладками 17, а в центре каждого наконечника жестко закреплена стальная пустотелая трубка с отогнутым под углом

45 концом и с закрепленным в нем стальным керном 18.

Пружина 3 создает одинаковое давление в четырех агатовых (рубиновых или сапфировых) подшипниках б на четыре стальных керна 18, что исключает возникновение воздушных люфтов в системе с пьезопластинами, работающими на изгиб.

В исходном состоянии системы зеркальце 1 находится в нейтральном, например горизонтальном, положении, и нить накала лампы осветителя 19 проецируется при помощи линзы 20 и зеркальца 1 в центральную точку шкалы 21.

При подведении измеряемого напряжения

U к первой паре пьезопластин зеркальце 1

4 отклоняется, и световой «зайчик» на шкале 21 перемещается по вертикали.

При подведении напряжения U ко второй паре пьезопластин «зайчик» отклоняется по

5 горизонтали.

В результате одновременного воздействия двух напряжений У„, У «зайчик» может принимать любое положение в плоскости шкалы 21.

Предмет изобретения

Пьезоэлектрический зеркальный индикатор, содержащий измерительный механизм, к пьезочувствительным элементам которого подве15 дены управляющие напряжения, фиксирующее зеркальце, прижимаемое пружиной к концам пьезочувствительных элементов и жестко закрепленное на диске, расположенном на подшипниках с двумя степенями свободы, и оптическую систему с осветителем, отличаюи ийся тем, что, с целью осуществления непосредственной индикации координат без преобразования сигналов, поступающих от двух независимых датчиков координат х, у, а также повышения чувствительности, в пем измерительный механизм выполнен в виде четырех идентичных пьезопластин с кернами на концах, вьгполненных в виде попарно склеенных пьезоэлементов, и расположенных попарно

50 таким образом, что плоскости их симметрии перпендикулярны друг другу, а линия пересечения плоскостей проходит через центр фиксирующего зеркальца, при этом к датчику координаты х или у попарно подключены четыре идентичных пьезоэлемента таким образом, что в каждой пьезопластине, один из элементов удлиняется, а другой укорачивается, а изгиб симметрично расположенных пьезопластин совершается в противоположных

40 направлениях.

Рис 2

Составитель Л. В. Гирченко

Редактор M. В. Афанасьева Техред 3. Н. Тараненко Корректор С. А. Кузовенкова

Заказ 2201/4 Тира;к 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва K-35, Рау нская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2