Фотоупругий преобразователь

Авторы патента:

G01L1/24 - путем измерения изменения оптических свойств напряженных материалов, например путем фотоупругого анализа напряжений

(tii872987

Союз Советскми

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополмительное к авт. свмд-ву (22) Завале"о 20.09. 79 (21) 2818742/18-10 с присоединением заявки М (53)N. Кл.

Я Ol ti 1/24

3Ьаударатмииый камитет

СССР (23)Приоритет (53) УДК 531. 781.. (088. 8Р ао делам изебретеии11 и аткрытий

Опубликовано 15.10 81, Бюллетень М 38

Дата опубликования опмсаммя 18. 10.81

Ю. Н. Кликушин и Л. А. Кликушина1., (72) Авторы изобретения

Омский политехнический институт (71) Заявитель (54) ФОТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Однако стабильность работы преобразователя зависит от параметров поляризационно-оптической схемы и фотоприемников, поэтому точность устройства оказывается ниже теоретической.

Цель изобретения вЂ” повьппение точности, упрощения настройки и эксплуатации фотоупругого преобразователя»

Поставленная цель достигается введением в электронную схему фотоупругого преобразователя суммирующего и вычитающего устройства и выпрямителя, при этом источник постоянного напряжения подключен к одному из входов суммирующего и вычитающего устройства и усилителя, выход генератора подключен на вторые входы суммирующего и вычитающего устройств и вход выпрямителя, выход которого включен на второй вход усилителя, подключенного выходом ко входу управления амплитудой генератора,а выходы суммирующего и вычитающего устройств подключены -к

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано в весоизмерительных устройствах, акселерометрах, силоизмерителях и т.д.

Известны фотоупругие преобразователи, в которых используется поляризационно-оптическая система и дифференциальная схема измерения в сочетании с системой автоматического регулирования светового потока Pl).

Недостатком данных преобразователей является нелинейность их статической характеристики.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее последовательно расположенные источник света, поля,ризатор, фотоупругий элемент, акали затор и электронную схему, состоящую

;из двух фотоприемников соединенных

;последовательно, источника постоянного напряжения, генератора гармоничсских колебаний, усилителя и формирователя Г21.

872987

40 одним выходам фотоприемников, вторые выходы которых соединены и подключены к формирователю.

На чертеже схематически представлен предлагаемый фотоупругий преобра- 5 зователь.

Преобразователь содержит источник 1 света,. световой йоток от которого поступает в поляризационно-оптическую систему(ПОС) 2, состоящую из после-10 довательно расположенных поляризатора 3, фотоупругого элемента (ФУЭ) 4 и бианализатора 5. С выхода бианализатора снжаются два пучка Ф и Ф5 света, которые поступают соответственно на 15 фоторезисторы 6 и 7, соединенные последовательно. К общей точке соединения фоторезисторов подключен формирователь 8, а к свободньм концам фоторезисторов подключены выходы суммирующего и вычитающего устройств 9 и 10. Источник 11 постоянного напряжения включен на один из входов суммирующего и вычитающего устройстви усилителя 12. Выход генератора 13 подключен ко вторым входам суммирующего и вычитающего устройств, и входа выпрямителя 14, выход которого подключен на второй вход усилителя

12, подключенного выходом ко входу управления амплитудой генератора.

Устройство работает следующим образом;

В ПОС 2 под действием измеряемой величины 1.-" формируются световые сиг35 налы Ф, и Ф . С помощью фоторезис-.

;торов 6 и 7 осуществляется преобра зование световых сигналов Ф и Ф в электрические токи „ и 1 . Формирователь 8 срабатывает в моменты времени, когда разность токов 1„-1 фотореэисторов равна нулю, При выполнении условий Kg= K 0= Ку, K K„=l, длительность импульсов на выходе формирователя равная - К01=, 27

Ю 45 где си вЂ” частота генератора 12;

1 0 вЂ” чувствительность ФУЭ.

Длительность импульсов на выхоДе формирователя линейно связана с измеряемым усилием и не зависит о1г нестабильных параметров светового потока источника света, потери света в ПОС, и чувствительности фоторезистора, а зависит от коэффициентов передачи суммирующего и вычитающего устройств и выпрямителя,что при практической реализации суммирующего и вычитающего устройств и выпрямителя на базе интегральных операционных усилителей обеспечивает не только высокую точность выполнения начальных условий балансировки, но и стабильность этих, условий в широком диапазоне изменения внешней температуры.

Формула изобретения

Фотоупругий преобразователь, содержащий последовательно расположенные источник света, поляризатор, фотоупругий элемент, анализатор и электронную схему, состоящую из двух фотоприемников, соединенных последовательно источника постоянного напряжения, ге- нератора гармонических колебаний, усилителя и формирователя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, упрощения настройки и эксулуатации фотоупругого преобразователя, в него введены суммирующее и вычитающее устройства и выпрямитель, при этом источник постоянного напряжения подключен к одному из входов суммирующего и вычитающего устройства и усилителя, выход генератора подключен на вторые входы суммирующего и вычитающего устройств .и вход выпрямителя, выход которого включен на второй вход усилителя, подключенного выходом ко входу управления амплитудой генератора, а выходы суммирующего и вычитающего устройств подключены к одним выходам фотоприемников, вторые выходы которых соединены и подключены к формирователю, Источники информации, прийятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 567964, кл. C Oll, 1/24, )972, 2. Авторское свидетельство СССР

Ф 637734, кл. COll. 1/24, 1977 ° (прототип) 872987

Составитель Северин

Редактор Н. Ромжа Техвен С.Мигунова Корректор С. Шомак

Заказ 9012/61 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-3S> Раушская наб.z д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная,4

Устройство для измерения усилий // 847086

Тензофотопреобразователь // 847085

Силоизмерительное устройство // 832363

Устройство для измерения усилий // 798516

Пьезооптический измерительныйпреобразователь // 798515

Пьезооптический преобразователь // 706719

Фотоупругий преобразователь // 637734

Устройство для исследования поляризационно-оптическим методом напряженнного состотояния валков при формовке профилей с поперечными гофрами // 631791

Устройство для измерения поляризационно-оптическим методом контактных напряжений при прокатке // 590619

Пьезооптический измеритель механических величин // 2109258

Оптический способ измерения силы // 2115100

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к средствам измерения силы, вызывающей деформацию или перемещение чувствительного элемента, регистрируемые оптическими средствами

Лазерный интерферометрический преобразователь силы (варианты) // 2142122

Волоконно-оптические датчики давления и система измерения давления, их включающая // 2205374

Волоконно-оптический датчик температуры и деформации // 2248540

Изобретение относится к области измерительной техники, телеметрии и оптоэлектроники и может быть использовано для контроля деформаций крупных сооружений, в электротехнической промышленности при измерении температурных режимов трансформаторов, в геологической разведке при измерении распределения температуры вдоль скважин, в авиационной промышленности при контроле деформаций конструкций летательных аппаратов и т.д

Оптический тактильный датчик // 2263885

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тактильным датчикам оптического типа

Средство определения напряжений // 2319941

Материал, чувствительный к давлению // 2335511

Изобретение относится к полимерному материалу, обладающему оптически детектируемым откликом на изменение нагрузки (давления), включающему полиуретановый эластомер, адаптированный для детектирования изменения нагрузки, содержащий алифатический диизоцианат, полиол с концевым гидроксилом и фотохимическую систему, включающую флуоресцентные молекулы для зондирования расстояния, модифицированные с превращением в удлиняющие цепь диолы, в котором мольное соотношение диолов и полиолов находится в диапазоне от приблизительно 10:1 до около 1:2, а фотохимическая система выбрана из группы, состоящей из системы эксиплекса и резонансного переноса энергии флуоресценции (FRET)

Способ контроля механических напряжений в кремниевой структуре пленка sio2 - подложка si // 2345337

Изобретение относится к электронной технике, в частности к микроэлектронике, и может быть использовано при изготовлении кристаллов ИС и дискретных полупроводниковых приборов

Оптический тактильный датчик и способ восстановления распределения вектора силы с использованием указанного датчика // 2358247

Изобретение относится к устройству и способу определения вектора силы и может быть использовано в тактильном датчике для руки робота