Оптико-электрический тензодатчик

Кузнецов,ьезнов 603 ство СССР8, 1981 О СКИИ Т ник све светов д, цолярвительный канал ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ Ин двтадснсви свисвтвл(54) (57) ОПТИКО-ЭЛЕКТРИЧЕ ДАТЧИК, содержащий исто и расположенные по ходу пучка излучающий светов затор, фотоупругий чувс элемент и измерительный о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повьппения его точности ичувствительности, измерительный канал выполнен в виде четного числаприемных световодов с фазосдвигающими пластинками, установленнымимежду поляризатором и чувствительным элементом, на их входе и фотоприемниками. на выходе, установленных симметрично относительно излучающего световода, плоскости поляризации фазосдвигающих пластинокдиаметрально расположенных световодоперпендикулярны, а тензодатчик снабжен мажоритарным анализатором, ккаждой ячейке которого подключеныдва фотоприемника, установленныена выходе двух диаметрально расположенных световодов.1 1137Изобретение относится к экспериментальным методам исследованиямеханических напряжений и деформаций в деталях машин и элементах конст" рукций. 5Известно устройство для измерения механических напряжений и деформаций, содержащее .волоконный световод, внешние поляризатор ианализатор ЦОднако данное устройство облада О ет недостаточной точностью измерения.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является оптико-электрический тензодатчик, 15 содержащий источник света и расположенные по ходу светового пучка излучающий световод, поляризатор, фото- упругий чувствительный элемент и измерительный канал 121. 20Однако известное устройство характеризуется недостаточными точностью и чувствительностью при определении величины и направления главных механических напряжений ис следуемой детали, что связано с необходимостью визуального контроля при измерении ориентации устройств ьотносительно главных осей напряжений.30Цель изобретения -. повышение точности и чувствительности устройства.Указанная цель достигается тем, что в известном оптико-электрическом тензодатчике, содержащем источник света и расположенные по ходу светового пучка излучающий световод, поляризатор, фотоупругий чувствитель. ный элемент и измерительный канал, последний выполнен в виде четногочисла приемных световодов с фазосдвигающими пластинками, установлен,ными между поляризатором и чувствительным элементом, на их входе и фотоприемниками на выходе, установленных симметрично относительно излучающего световода, плоскости поляризации фазосдвигающих пластинок диаметрально расположенных световодов перпендикулярны, а тензодатчик 50 снабжен мажоритарным анализатором, к каждой ячейке которого подключены два фотоприемника, установленные на выходе двух диаметрально расположенных световодов. 55На фиг. 1 изображена конструктивная схема оптико-электрического тензодатчика, на фиг. 2 - сечение 295 2А-А на фиг, 1 (соединениетензодатчикас мажоритарным анализатором),Оптико-электрический тензодатчиксодержит источник 1 света и расположенные по ходу светового пучка излучающий световод 2, поляризатор 3,фотоупругий чувствительный элемент4 и измерительный канал, выполненный в виде четного числа приемныхсветоводов 5 с фа.эосдвигающими пластинками б, установленными между поляризатором З.и чувствительным элементом 4, на их входе и фотоприемниками 7 на выходе, установленных симметрично относительно излучающегосветовода 2, в плоскости поляризациидиаметрально расположенных световодов 5 перпендикулярны, а тензодатчик снабжен мажоритарным анализатором 8, к каждой ячейке которого подключены по два фотоприемника 7, установленных на выходе двух диаметрально расположенных световодов 5, Тензодатчик установлен на поверхности ис-,следуемой детали 9. Тензодатчик работает следующим. образом.ФПучок света от источника 1 света по излучающему световоду 2 проходит до поляризатора 3, в котором становится плоскополяризованным. Поляризованный свет поступает в фотоупругий чувствительный элемент.4 и отражается от поверхности исследуемой детали 9. Под действием механических напряже ний в фотоупругом чувствительном элементе 4 в соответствии с пьезооптическим эффектом пучок света расщепляется на два луча, плоскости поляризации. которых взаимноперпендикулярны. При этом плоскости, по которым действуют главные механические напряжения, соответствуют. главным плоскостям поляризации фотоупругого чувствительного элемента 4. Отраженные пучки попадают на фазосдвигающие пластинки 6, проходят через те из них, плоскости поля. ризации которых совпадают с плоскостями поляризации отраженного света, и по соответствующим приемным свето- водам 5 поступают на фотоприемники 7, Сигналы с каждой пары фотоприемников 7, установленных на выходе двух диаметрально расположенных светодиодов 5, поступают на соответствующую ячейку мажоритарного анализатора 8, Таким образом, мажоритарный анали1137295 10 ПИ Заказ 10509/28 Тираж 6 Подписное атент",;затор 8 позволяет не только определить главные механические напряже-ния, но и их напряжение по максимумупоказаний соответствующих ячеек. Каждая ячейка определяет .величину механических напряжений по одной оси.Четыре ячейки дают картину распределения механических напряжений подвум связанным системам ортогональных осей , сдвинутых междусобой на 45 4Предлагаемый тенэодатчик характеризуется простотой .и компактностью конструкции, удобством в пользовании и воэможностью автоматизировать процесс определения величины и направления главных механических напря. жений. Устройство представляет собой оптический щуп, с помощью которого можно достаточно быстро и с высокой точностью обследовать большое количество исследуемых точек. город, ул.Проектная,