Пьезооптический диналометр

О П И С А Н И Е З 5 ИОЗИЗОБРЕТЕНИЯ М АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 16.Ч 11.1970 ( 1461911/18-1с присоединением заявки6 011 111 иоритетубликовано 13,1 Х,1972, Бюллетеньта опбликования описания 12.Х.1972 Ковтитет по делаглаобретеиий и открытий ДК 631,781(088,8 свете Чин "тоов СССР Авторы изобретения И. Слезингер, Г. М. Белицкий и В. А, Шир сковский госуд венный университет им. М, В, Ломоносова аявитель ЕЗООПТИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР Изобретение относится к области силоизмерительной техники.Известные пьезооптические динамометры, содержащие последовательно расположенные источник света, поляризатор, фазосдвигающее устройство, чувствительный элемент, анализатор и фотоприемник, усилитель и источник постоянного напряжения, имеют ограниченный предел измерений из-за нелинейности характеристики, поскольку выходной сигнал пропорционален ып КР, где К - постоянный коэффициент, Р - измеряемая сила,В предлагаемом динамометре, с целью увеличения линейного участка нагрузочной характеристики, фазосдвигающее устройство и чувствительный элемент выполнены в виде призмы из электропьезооптического материала, например кристалл ЛДП, закрепленной между пятой и основанием, на переднюю и заднюю грани которой нанесены электроды, соединенные с источником постоянного напряжения.На фиг. 1 представлена схема предлагаемого динамометра; на фиг. 2 - конструкция фазосдвигающего устройства, совмещенного с чувствительным элементом.Динамометр содержит источник 1 света и последовательно расположенные по ходу луча поляризатор 2, чувствительный элемент 3, фазосдвигающее устройство 4, анализатор 5,фотоприемник 6, а также усилитель 7, регистратор 8 и источник 9 постоянного напряжения.Чувствительный элемент 3 совмещен с фазосдвигающим устройством 4 и изготовлен из материала, обладающего пьезооптическим эффектом и продольным линейным электрооптическим эффектом. Таким материалом может быть кристалл ЛДП, С верхней и нижней 10 гранями чувствительного элемента 3 имеютмеханический контакт пята 10 (см. фиг. 2) и основание 11, передающие ему измеряемую силу.На переднюю и заднюю грани чувствитель ного элемента, представляющего собой призму, нанесены электроды 12 и 13, подсоединенные к источнику 9 постоянного напряжения, электроды должны быть прозрачными. При использовании поперечного электрооптическо го эффекта электроды наносятся на грани,параллельные лучу, и могут быть выполнены непрозрачными.Динамометр работает следующим образом.Луч света от источника 1, проходя поляри затор 2, становится плоскополяризованным. Вчувствительном элементе 3, нагруженном измеряемой силой Р, луч распадается на два луча, имеющие взаимно перпендикулярные плоскости поляризации. Эти лучи не изменя- ЗО ют своего направления, однако, вследствие351163 Составитесь В. ГерасимоваТекред Л, Еамьшиикова Корректор Г, Запорож актор А. Батьи Заказ 3467/12 Изд. М 1437 Тирак 405 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушскан наб., д. 4/5 ипография, пр. Сапунов того, что показатели преломления для обоих лучей различны, они распространяются в чувствительном элементе с различной скоростью, Разность показателей преломления пропорциональна измеряемой силе Р, поэтому на выходе чувствительного элемента лучи имеют некоторую разность хода Г, также пропорциональную Р,Для выведения начальной точки пагрузочной характеристик на участок, обладающий наибольшей крутизной и линейностью, необходимо создать начальную постоянную разность хода Гравную четверти длины волны света (Х/4). Эта разность хода создается в результате приложения постоянного напряжения от того же усилителя 7 или от отдельного источника 9. Анализатор 5 выделяет из лучей составляющие, пар аллельпые его плоскости поляризации. В результате интерференции выделенных составляющих, которые явля 1 отся когерентными лу чами, интенсивность света после анализатора зависит от измеряемой силы. Таким образом, на фотоприемник 6 поступает некоторый сигнал. Этот сигнал усиливается в усилителе 7 и подается на фазосдвигающее устройство 4, в результате чего последнее создает дополнительную разность хода Г, упомянутых выше лучей. Полярность выходного сигнала усилителя такова, что знак Г, противоположен знаку Г,Коэффициент усиления усилителя устанавливается таким образом, чтобы величина Г 1 была лишь немного меньше Г. Тогда разность хода лучей Га=Г - Г, па входе анализатора 5 5 будет намного меньше Г, которая была быпри отсутствии управляемого фазосдвига 1 ощего устройства. Поэтому при той же измеряемой силе используется меньший участок оптической характеристики, Этот участок кри вой мокнет быть лучше апроксимирован прямой линией; следовательно, улучшается линейность характеристики дгп 1 амометра. Предмет изобретения15Пьезооптический динамометр, содержащийпоследователы 1 о распоповенныесвета, поляризатор, фазосдвигающее устройство, чувствительный элемент, анализатор, 20 фотоприемник, усилитель и источник постоянного напряжения, отличающееся тем, что, с целью увеличения линейного участка нагрузочной характеристики, в нем фазосдвигающее устройство и чувствительный элемент вы полнены в виде призмы из электропьезооптического материала, например кристалл АДП, закрепленной между пятой и основанием, на переднюю и заднюю грани которой нанесены электроды соединенные с источником постоян ного напряжения.