Дилатометрический датчик температуры

 

(61) Дополнительное к авт. свил-ay— (22) Заявлено 31.10,73 (Я1) 1967355/10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.07.77. Бюллетень Жв 27 (45) Дата опубликования описания 28.09,77 (61) М. Кл. 601Ê 5/62

1ооударстоенный номнтет

Совета Министров СССР оо делам изооретеннй и отнрытьй (53) gpss 536.516 (088.8) (72) Автори изобретения

В. А. Коряев, Г, М, Ьелицкий н Й. 8. МнронОВ

Институт механики Московского ордена Деьвпга Ei ордена Трудового

Kp3cHoE o Знамени гос) JT3pcTBOHlloEО университета IEM, M, В, 310IHoHocoBB (71) Заявитель (54) ДИЛАТОМЕТРИЧЕСЕИЙ,ПАТРИК ТЕМПЕРАТУРЫ

Предполагаемое изобретение относится к приборам, предназначенным для измерения температуры.

Известны датчики температуры дилатометрического типа, в которых разность температурнух изменений размеров двух элементов механически преобразуется в перемещение индикатора.

Однако указмщые термометры имеют малую чувствительность, Обусловле п чО малой BQJGI BIHQII температурных изменений размеров чувствительно- 1О го элемента.

Предлагаемый датчик температуры отличается от укаэанного тем, что с целью говышения чувствительности, преобразователь температурных напряжений чувствительного элемента в электрический 15 сигнал выполнен в виде поляризационно-оптической сиотемь1 например, в виде скрещенного лолярископа, а хотя бы одна из деталей термочувствительного элемента Выполнена из твердого прозрачного материала, например, из силикатного стекла и 2о размещена в рабочей зоне полярископа. Предлагаемая конструкция отличается также тем, что применена двухканальная поляризационно-оптическая система, фотоприемники которой включены дифференциально; и тем, что с целью возможности установки необходимого интервала измерений и упрощения регулнрОВки нуля Выходного сигнала, Одна из деталей термочувствительного элемента снабжена уcTpAIicTBOM.

Иа чертеже схематически изображено лредлагаемое устройство.

Поезооптический термометр состоит из обоймы 1, изготовленной из тверДого материала (напри мер, дюралюминия), у которого коэффициент температурного расширения сильно отличается от коэффициента температурного расширения„материала вставки 2, изготовленной, например, из силикатного стекла. Вставка 2, имеющая, например, форму параллелепипеда, имеет две прозрачные грани и вклеена двумя другими гранями в прямоугольное отверстие обоймы 1. Напротив одной прозрачной грани расположен источник света 3, на пути излучения которого последовательно расположены поляризатор 4, вставка 2, фазосдвигающая пластинка 5, анализатор 6, фотоприемник 7. Плоскости поляризации поляризатора 4и анализатора 6расположены под углом 90 друг к другу и под углом 45 закрепленным граням вставки 2, Фазовая пластинка 5 создает разность хода лучей, равную четверти длины волны используемого . света. Угол между, 566150

3 наиоольшнм главным вектором фазосдвигающей пластинки и направлением пропускания поляризатора составляет 45 .

Работает датчик температуры следующим образом, При температуре„соответствующей ненапряженному состоянию чувствительного элемента— вставки (при которой, например, производилась полимеризация клея, скрепляющего вставку 2 и о ойму 1), отсутствуют изменения параметров по. обой ляризации света при прохождении его сквозь вставку 2. Величина светового потока, приходящего к фотоприемнику 7 от источника света 3, в этом случае зависит только от взаимной ориентации плоскостей поляризации поляризатора 4 анализат

>

Ора и.фазосдвигающей пластины 5. При указанной выше ориентации этих деталей начальная точка рабочей характеристики выводится на участок об.

> ладающий наибольшей крутизной и линейностью.

При изменении температуры обоймы 1.и вставки 2 в материале последней возникают значительные механические напряжения, которые приводят к возникновению разности хода обыкновенного и необыкновенного лучей, на .которые распадается свет, проходя вставку 2. Разность хода, пропорциональная изменению температуры, суммируется с разностью хода, создаваемой фазосдвигающей пластинкой 5, приводя к изменению формы поляризации света. Следствием этого является изменение величины светового потока, пропускаемого анализатором 6. Это приводит к изменению освещенности фотоприемника 7, ток которого является выходным сигналом термометра.

Чувствительность термометра может быть повышена, если на выходе оптической системы поста. вить два фотоприемника, включенных дифференциально, а фазосдвигающие пластинки 5 и 6, стоящие на пути лучей, идущих к разным фотоприемникам, поставить так, чтобы их наибольшие главные векторы были взаимно перпендикулярны. Исполь зование двух включенных дифференциально фотоприемников позволяет улучшить метрологические характеристики прибора, т.к. взаимно компенсируются такие недостатки фотоприемников, как старение, усталость, зависимость чувствительности от температуры окружающей среды и др.

Для облегчения регулировки нуля и обеспечения необходимого интервала измерений, обойму 1 можно выполнить разрезной с тем, чтобы обеспед6 чить возможность регулирования предварительного поджатия вставки 2, например, регулирующим винтом 8.

Формула изобретения

20 . Лилатометрический датчик температуры, содержащий термочувствительный элемент, состоящий из нескольких жестко скрепленных друг с другом деталей с разными коэффициентами температурно2„го расширения, преобразователь температурных, напряжений в выходной сигнал, о т л и ч à io1ц и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности датчика, преобразователь температурных напряжений выполнен в виде поляризационно-оптической системы, причем одна из деталей термочувствнтельного элемента выполнена из твердого прозрачного материала, например, силикатного стекла и размещена в рабочей зоне полярископа, а другая выполнена разрезной и снабжена регулирующим винтом.

566150

Составитель И. Рыекина

Телред Н. Аидрейчук

Корректор С Юдченко

Редактор P. Пурнам

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул Проектная, 4

3sK33 2393/28 1 вРаж 865

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб, 4/5