Фотоупругий преобразователь

(61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено21.03.77 (21) 2463930/18-10 с присоединением заявки И (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.12 78 )юллетень № 46 а01L 1/Ы

fet:yattpt: Ttie««t«tt каьапат

ЙВата Ы«««отрав Ngp

tttt делам «за«рета««« и дтхрнт«« (53) 7ДК 531.781 (088.8 ) (45) Дата. Опубликования описания 20,1 t),7)S

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт именн И. И. Калинина (54) ФОТОУПРУГИЙ 11РЕОБРАЗОВЛТБЛЬ

Изобретение относится к силоизмерительной технике H может быть использовано при измерении силы и веса.

Известны фотоупругие преобразователи усилия в интервал времени, содержащие источник света, поляризатор, анализатор, фотоупругий элемент, модулятор, фотоприемник, подключенный к усилителю, и формирователь, имеют невысокую точность и недостаточное быстродействие, вследствие наличия в них механически вращающихся элементов (модулятора и др.). 11), 12 . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее источник света, поляризатор, анализатор, фотоупругий элемент, фотоприемники измерительного и опорного каналов, подключенные к операционному усилителю, формирователь, генератор и источник постоянного напряжения (3j. В этом устройстве осуществляется модуляция светового потока источника света с помощью генератора, что повьппает быстродействие и устраняет погрешности, связанные с нестабильностьк) параметров источника света и фотоприемников. Однако, вследствие Hcлн )еttHocTH ампсpлк)ксовой хВрактернстикн источника света и нз-за искажений, обусловленных различием характеристик ноляризационно-оптических систем измерительного и опорного каналов, это устройство -акже имеет недостаточную точность

Ьел b изобретения — ПОвыц)ение То НосТН преобразования усилия во временной интервал. 8 описываемом преобразователе это достигается тем, что в нем фотоприемник.

ottopHoro канала соединен с генераторбм, а фотоприемник изме1)ительного канала с источником постоянного напряжения.

11а чертеже показана блок-схема описываемого преобразователя.

Он содержит источник 1 света, поляризатор 2, фотоупругий элемент 3, анализатор 4, фотоприемник 5 измерительного какала, фотопр)гемник 6 Онорного каиа.аа, нсточник 7 постоянного напряжения генератОр 8, опе рацтионный ) силитель 9 и формирователь 1Î.

Источник 1 формирует два пучка света, п1)оходн гни х по дв))м HßHßëßM. В ОднОм KB нале (нзмсрительчом) свет проходит через поляризатор 2, фотоупругнй элемент 3, аналнзат00 * H постц)зет на ()О "яп1)иемкик 5 соединенный с источником постоянного напряжения. В другом канале (опорном} свет проходит через поляризатор 2, анали-. затор 4 и поступает на фотоприемннк 6, соединенный с генератором 8.

Выходные сигналы фотоприемников 5 и 6 равны соответственно

Ц акФ ЕсозйктР, Ц - в к ° Ф 13, созе t, где а и и — коэффициенты, учитывающие потери света в измерительном и опорном каналах; к н к — чувствительность фотоприемников 5 и 6; ят — чувствительность фотоупругого элемента 3;

Ф вЂ” интенсивность световых потоков, формируемых источником света;

Š— напряжение источника 7;

F — величина измеряемой силы; .. Ото и от — амплитуда и круговая частота выходного сигнала генератора 8.

Этн сигналы поступают на вход операционного усилителя 9„где преобразуются в азность, величина когорой равна зтна. xi (Ц„.— О,бак @Š— О,бакФЕсозЗк> F

+ Еи„co Ц, где г@ н Uc — коэффициент передачи и напряжение смещения усилителя 9.

Оиа поступает па форнирователь 10, который формирует электрические импульсы прямоугольной формы, следующие с частотой от и имеющие длительность, яропорцноиальную разности Л t моментов времени прохождения сигнала . 13вааа через О, которая. равна / 5 ak чаЕ -U

И вЂ” атссоа

49 е + -Я-тг — аав 2k,r)

При,выполнении условий: »

0,5акфŠ— Цта О и вк U 0,5акЕ, что легко может быть обеспечено, временной интервал А t пропорционален усилию F

ht=- 2- F, Так как 0,5а срЯ вЂ” U,„ —,„- " -о, а величина

S 0,5ak 7, а1 и определяет стабильность отношения однородных коэффициентов, идентичных по выполнению элементов, находящихся в одинаковых эксплуатационнйх условиях, что обусловливает высокую степень взаимной компенсации их изменений, устройство имеет высокую точность преобразования. Кроме того, уменьшение числа элементов преобразователя повышает н его надежность.., Формула изобретения

Фотоупругий преобразователь, содержа20 щий источник света, поляризатор, фотоупругнй элемент, анализатор, расположенные последовательно, а также фотоприемники опорного и измерительного каналов, подключенные к онерациониому усилителю, генератор, формирователь и источник постоянного напряжения, .отличающийся тем, что, с целью новышеиня точности изме ния, фотопрнемник опорного канала соединен с генератором; а фотоприеминк измерительного канала соединен с источнйком постоянного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 34661 1, кл. б Ol L 1/24, 1970.

2. Патент США № 3520645, кл. 356 — 106, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР № 513278, кл. б Ol L 1/24, 1974, Составитель И. Панин

Редактор Л. Тктрина Текред О. Луговая Корректор С. Шекмар

Заказ 7! 00/35 Тираж l070 Подписное о

UHHHllH Государственного комитета Совета Министров СССР по дела м изобретен ий н открыт ий !

13035, Москва. Ж-35. Рву шс как наб. д. 4/5

Филиал ППП «Патента, г. Ужгород, ул. Проектная, 4