Устройство для измерения силы
724947
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ссюе Советских
Се11нелистическик
Рессубник
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.06.72 (21) 1799439/18-10 (23) Приоритет — (32) 06.09.71 (31) WPG 011/157679 (33) ГДР (43) Опубликовано 30.03.80. Бюллетень № 12 (51) .Ъ . Кл
G 01L 5/00
ГосудерстеенныН комитет
СССР ие аенем изобретений и открытий (53) УДК 531.781.2 (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.03.80 (72) Авторы изобретения
Иностранец
Герд Егер (ГД1 ) Иностранное предприятие
«ФЕБ Комбинат Нагема» (ГДР) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ
Изобретение относится к силоизмерительным устройствам.
Известное устройство для измерения силы, содержащее монохроматический источник света оптические системы, фотоэлект- 5 рические приемники и жестко закрепленную в корпусе устройства прозрачную пластину, имеет ограниченную точность вследствие нестабильности параметров прозрачной пластины во времени и под влия- Io нием температурных и иных воздействий.
Целью изобретения является повышение точности измерения.
Указанная цель достигается тем, что к одной поверхности прозрачной пластины l5 притерты прозрачные прямоугольная в направлении светового потока плоскопараллельная и двойная клиновая пластины, к одной из которых притерта гибкая силовоспринимающая пластина, выполненная из 20 прозрачного материала, например кварца.
На фиг. 1 приведена схема устройства для измерения силы; на фиг. 2, а и б изображены двойные клиновые пластины для получения требующегося воздушного зазо- 25 ра; на фиг. З,а показано положение интерференционных полос для F=O и расположение приемников для трехдорожечного бинарного кода с V-зондированием; на фиг. З,б — положение интерференционных полос для F= — " "- и расположение при2 емников трехдорожечного кода с V-зондированием; на "фиг. З,в — положение трехдорожечного кода для F=FMggg и расположение приемников для трехдорожечмого кода с Р-зондированием.
Устройство для измерения силы содержит монохроматический источник 1 света, оптические системы 2 и 3, фотоэлектрические приемники 4 и жестко закрепленную в корпусе устройства прозрачную пластину
5. К одной поверхности прозрачной пластины притерты прозрачные, прямоугольные в направлении светового потока, плоскопараллельная б и двойная клиновая 7 пластины, к одной из которых притерта гибкая силовоспринимающая пластина Ь из прозрачного материала, например кварца.
Возможно выполнение пластины б клиновой, а пластины 7 плоскопараллельной.
Устройство для измерения сил работает следующим образом.
При отсутствии нагрузки вследствие наличия на пути светового потока оптического клина, образованного пластинами 7 и 8, 724947 возникают интерференционные полосы (фиг. 3,a), наклон которых определяется углами а и р (фиг. 2 а, б).
При нагружении силовоспринимающей пластины силой F изменяется только угол р, что приводит к изменению наклона интерференционных полос. Расстояние между полосами практически остается постоянным. При помощи нескольких оптических систем 3 важные для кодирования положения интерференционных полос отображаются на фотоэлектрических приемниках 5 с последовательно подключенными ступенями формования импульсов.
На фиг. 3 примерно изображено распо- 15 ложение приемников для трехдорожечного двоичного кода с V-зондированием. Места зондирования находят, если приемники помещают в тех местах Y>, Y>, Y3 ..., где происходит изменение порядковых чисел 1; 20
2; 4.
Путем дальнейшего смещения приемников в этих У-местах параллельно оси Х находят правильное положение приемников в пределах кодируемой дорожки. 25
На фиг. З,а изображен переход от кодового знака 7 к кодовому знаку 8. Этому переходу соответствует сила F =0. При увеличении силы интерференционные полосы вращаются вокруг точек на оси Х(30 (фиг. Ç,б), а для F=F»„ они проходят параллельно оси Y (фиг. З,б). Это положение соответствует переходу от знака кода 3 к кодовому знаку 4. Если же сила увели. чивается до FM,H„òî полосы вращаются в Зэ положении, симметричном положению на выходе (фиг. 3,8).
Это положение соответствует переходу от кодового знака 7 к кодовому знаку 8. Путем симметричного изменения из интерфе- 40 ренционной картины можно использовать максимальное количество интерференционных полос для измерения.
В зависимости от того, каким кодом производится кодирование, на фотоэлектриче- -15 ских приемниках отобразятся при помощи отдельных оптических систем определенные места вращающихся интер ференционных
4 полос. К указанным приемникам последовательно подключают соответствующие ступени формования импульсов, на выходах которых получаются кодированные, знаки, соответствующие измеренным величййам, Одно из преимуществ указанного устройства заключается в том, что несколько пластин точно слипаются, образуя компактное целое. Эти пластины или плитки могут изготавливаться серийно, и поэтому не требуется производить юстировки положения пластин относительно друг друга. Этот компактный узел обладает высокой стойкостью к встряске и вибрации, а, также изменению температуры.
Деформация гибкой пластины, вызываемая прилагаемой силой, непосредственно преобразуется в кодированный выходной сигнал, соответствующий измеренной величине.
Если материалом для силовоспринимающей пластины служит кварц, то для измерения силы создаются исключительно благоприятные условия, так как кварц мало поддается воздействию температуры и явлениям релаксации. Путем специально созданной формы воздушного зазора образуются распределения вращающихся полос, которые позволяют производить кодирование при помощи всех видов периодических
КОДОВ.
Формула изобретения
Устройство для измерения силы, содержащее монохроматический источник света, оптические системы, фотоэлектрические приемники и жестко закрепленную в корпусе устройства прозрачную пластину, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, к одной поверхности прозрачной пластины дополнительно притерты прозрачные прямоугольные в направлении светового потока плоскопараллельная и двойная клиновая пластины, к одной из которых притерта гибкая силовоспринимающая пластина, выполненная из прозрачного материала, например, кварца.
