Пьезооптический динамометр

 

> .,l ! . и ;, . ..:"%

ОПИ -А ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

«i>706717

Ж АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву ¹ 351103 (22) Заявлено 19.09.77 (2! ) 2525705/!8-10 (51) М. Кл .

G 0l 1!/16 с присоединенйеМ зЪйвки №

Гоояорстоониый комотвт

СССР во долам иэобрвтвиий и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30.12.79. Бюллетень № 48 (53) УДК53!.78! . (088.8) Дата опубликования описания 3 !.12.79 (72) Авторы изобретения

Ю. Н. Власов. В. А. Зазулин и А. А. Рыжков (71) Заявитель (54) ПЬЕЗООПТИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения давлений, скоростного напора, ускорений в потоках газа, жидкости в условиях сильно меняющейся температуры среды.

По основному авт. св. № 351103 известен 5 динамометр, содержащий последовательно расположенные источник света, поляризатор, фазосдвигающее устройство, чувствительный элемент, фотоприемник, усилитель. Для увеличения линейного участка нагрузочной характеристики в динамометре фазосдвигающее устройство и чувствительный элемент выполнены в виде призмы из электропьезооптического материала, закрепленной между пятой и основанием, на грани которой нане-„ сены электроды, соединенные с источником постоянного тока Г Ц.

Недостатком динамометра являются погрешности измерений, вызываемые изменениями температуры окружающей среды, которые воздействуют на чувствительный элемент динамометра, поскольку величина двойного лучепреломления пьезооптнческих кристаллов зависит не только от механической нагрузки на него, но и от температуры исследуемой среды.

Цель изобретения — увеличение точности измерений динамометра путем компенсации температурных погрешностей.

Для достижения поставленной цели динамометр снабжен термооптическим индикатором, например, в виде жидкокристаллической ячейки, расположенным между поляризатором и чувствительным элементом с возможностью теплового контакта с последним. Термооптнческий индикатор выполняют в виде жидкокристаллической ячейки.

На чертеже показана схема динамометра.

Динамометр, содержит источник 1 света и последовательно расположенные по ходу луча света поляризатор 2, термооптический индикатор 3, имеющий тепловой контакт с чувствительным элементом 4, фазосдвигающее устройство 5, анализатор 6, фотоприемник 7 и усилитель выходного сигнала.

Фазосдвигающее устройство 5 и чувствительный элемент 4 выполнены в виде призмы из электрооптического материала, закрепленной между пятой и основанием, на грани

706717 которой нанесены электроды, соединенные с источником постоянного тока.

Пьезооптический динамометр работает следующим образом.

Луч света от источника, проходя поляризатор 2, становится плоскополяризованным.

Пройдя термооптический индикатор 3, плоскополяризованный свет попадает на чувствительный элемент 4, в котором луч расщепляется на два луча, поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях. Оба луча, не меняя своего направления, распространяются в чувствительном элементе динамометра с различной скоростью. Разность скоростей (разность показателей преломления) для этих лучей пропорциональна усилию на чувствительный элемент (пропорциональному измеряемому дав ению, скоростному напору, ускорению и т. и.), а также температуре среды, в которой чувствительный элемент находится в термодинамическом равновесии. Поэтому на выходе чувствительного элемента лучи имеют некоторую разность фаз, пропорциональную усилию и температуре.

Для выведения начальной точки нагрузочных характеристик на участок, обладающий наибольшей крутизной и линейностью, с помощью фазосдвигающего устройства 5, соединенного с источником постоянного тока, создается постоянная начальная разность хода лучей.

Анализатор 6 выделяет из лучей составляющие с поляризацией, параллельной его плоскости поляризации. В результате интерференции выделенных составляющих интенсивность света после анализатора зависит от величины измеряемого параметра и температуры. На фотоприемник 7 поступает сигнал, который в дальнейшем усиливается и регистрируется.

При постоянной температуре среды работа предлагаемого динамометра совпадает с работой известного динамометра. Когда температура среды изменится, появится дополнительный сдвиг фаз лучей, прошедших чувствительный элемент, что приведет к наличию на выходе фотоприемника известного устройства сигнала, искажающего результат измерений (температурная погрешность) .

Наличие термооптического индикатора, выполненного, например, в виде жидкокристаллической ячейки, контактирующего со средой и чувствительным элементом и изменяющего коэффициент пропускания света в зависи1Е мости от температуры, уменьшит или полностью скомпенсирует температурную погреш ность.

Термооптические характеристики индикатора выбирают из условия их согласования с термооптическими характеристиками чувстИ вительного элемента, а именно, если оптическая прозрачность чувствительного элемента динамометра увеличивается с температурой, то у термооптического индикатора она должна соответственно уменьшаться и, наоборот. Такое условие особенно легко выполнить, применяя в качестве термооптического материала жидкий кристалл.

Формула изобретения

1. Пьезооптический динамометр по авт. св. № 351103, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерений путем щ компенсации температурных погрешностей, динамометр снабжен термооптическим индикатором, установленным между поляризатором и чувствительным элементом с возможностью теплового контакта с последним.

2. Пьезооптический динамометр по и. 1, ЗЗ отличающийся тем, что термооптическии индикатор выполнен в виде жидкокристаллической ячейки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4о 1. Авторское свидетельство СССР № 351103, кл. G 01 Е 1/16, 1970.

706717

Составитель А. Зражевскнй

Редактор Т. Рыбалова Техред К. Шуфрнч Корректор М. Демина

Заказ 8208/36 Тврав1 1074 Подписное

ЦН ИИ ПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал П П П е Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4