Оптический дефлектор

(19) я)з 6 02 В 26/10 ЕТЕ 1дустриальный инстиосолап, И.М, Сагайда 529,вление оптическим - МСоветское ра-. ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Патент США 1 ч. 29кл. 350-285, 1960.Ребрин Ю.К, Упрлучом в пространстведио, 1977, с. 248,(54) ОПТИЧЕСКИЙ(57) Изобретение для отклонения све использовано для ских размеров изд В дефлекторе бимо ящий из двух плас магнитострикцион знака, и содержащ лен на упругом эле стали, закреплени щен в обмотку возб генератором пита ДЕФЛЕКТОРотносится к устройствам тового луча и может быть измерений геометричеелий в промышленности. рфный элемент 3, состо- тин 4; 5, выполненных из ных материалов разного ий отражатель 6, установменте 2. выполненном из ом в основании 1, и помеуждения, соединенную с ющего напряжения, 1 ил,щего биморфный элемент, которая равна собственной частоте колебаний дефлектора и, следовательно, большие габариты часто. тозадающих элементов генератора питаю. щего напряжения, невозможность подстройки резонанса путем изменения собственной частоты дефлектора посредством изменения длины биморфного элемента опусканием или выдвижением его над основанием, так как собственная. частота дефлектора на низкочастотных гармониках задается длиной пластины, установленной на свободном конце биморфного элемента, .и в процессе работы дефлектора нельзя изменить длину этой пластины относительно 4550 биморфного элемента, так как невозможно 55 поместить на конце биморфного элемента регулировочное устройство для этой цели.Цель изобретения - повышение динамических характеристик, увеличение срока Изобретение относится к устройствам для отклонения светового луча и может быть использовано для измерения геометрических размеров изделий в промышленности.Известно устройство для отклонения 5 светового луча, состоящее из биметаллического магнитострикционного элемента, установленного на основании и имеющего зеркальную поверхность, а также располо, женную вокруг него обмотку, 10Недостатками данного устройства являются низкие динамические характеристики, обусловленные тем, что биметаллический магнитострикционный элемент при работе устройства изгибается и, следовательно, 15 . материал, из которого он изготовлен, должен выбираться пол двум критериям -динамической прочности и величине магнитострикции, которые не всегда совместимы, низкая частота напряжения, питающего об мотку, равная величине собственной часто- . ты колебаний биметаллического элемента и, следовательно, большие габаритные размеры генератора питающего напряжения, так как габариты частотозадающих элементов 25 (емкостей, индуктивностей, кварцевых резонаторов) обратно пропорциональны задаваемой ими частоте.В качестве прототипа выбран пассивно- активный пьезоэлектрический дефлектор, 30 состоящий из пьезоэлектрического биморфного элемента; установленного на основании и имеющего на свободном конце пластину из материала, не обладающего пьезоэлектрическим эффектом металл, ди электрик), содержащую отражающий эле-.мент.. Недостатками данного дефлектора являются низкая частота напряжения, питаюслужбы, расширение технологических возможностей,Поставленная цель достигается тем, чтов оптическом дефлекторе, содержащем установленные на основании упругий элемент, биморфный элемент, отражатель иобмотку возбуждения, соединенную с генератором питающего напряжения, биморфный элемент выполнен в виде двухсоединенных между собой пластин из магнитострикциоГных материалов разного знака, при этом биморфный элементустановлен на основании через упругий элемент, а отражатель - на свободном конце .биморфного элемента.Выполняя биморфный элемент в видедвух магнитострикционных пластин разного знака, соединенных между собой, с закрепленным на нем отражателем иустанавливая его на упругом элементе в виде пластины, установленной в основании,получаем колебательную систему с двумястепенями свободы, в которой одна степеньсвободы представлена биморфным элементом с отражателем, являющимся балкойпрямоугольного сечения с нежестким закреплением на одном конце и с грузом ввиде отражателя на другом, а другая степень свободы представлена упругим элементом, являющимся балкойпрямоугольного сечения, жестко закрепленной в основании одним концом и с грузом ваиде биморфного элемента с отражателемна другом конце, При подборе геометрических размеров биморфного элемента так,чтобы собственная частота его была на двапорядка выше собственной частоты упругого элемента, получаем возможность возбуждать колебание дефлектора с частотой,равной собственной частоте упругого элемента, с помощью переменного магнитногополя, имеющего частоту, равную собственной частоте биморфного элемента, котораяподбирается на два порядка больше.Все это позволяет повысить динамические характеристики дефлектора и, какследствие, его срок службы. Кроме того, .снижаются размеры указанного генератора,.что позволяет расширить технологические возможности дефлектора.Закрепление биморфного элемента наупругом элементе с закреплением поцеднего в основании позволяет осуществлятьподстройку резонанса путем выдвиженияили опускания упругого элемента над осндванием с помощью простого регулировочного устройства, например винта, что такжерасширяет технологические возможностидефлектора,1739343 6 Составитель В.Тырса Техред М.Моргентал фКорректор С.Черни Редактор И;Горная 3 акаэ 2002 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 В качестве материала для изготовления биморфного элемента может также использоваться пьезокерамика.На чертеже представлен оптический дефлектор. 5Дефлектор состоит из основания 1, закрепленного на нем изгибного элемента 2 в виде пластины из материала, обеспечивающего необходимые динамические характеристики, биморфного элемента 3, представ- . 10 ляющего соединенные между собой пластины 4 и 5 из магнитострикционного материала разного знака, отражателя 6, закрепленного на свободном конце биморфного элемента 3, и обмотки 7 возбуждения, в кото рую помещен биморфный элемент 4.Дефлектор работает следующим образом.При прохождении электрическоготока через обмотку 7 в биморфном элементе.3 20 возникает магнитное поле и пластина 5 этого элемента удлиняется, а пластина 4 этого. элемента укорачивается, вследствие чего происходит изгиб биморфного элемента 3 и смещение отражателя 6, закрепленного на 25 нем,:и светового луча от отражателя 6. При изменении магнитного поля с частотой, рав.ной собственной частоте биморфного элемента 3, последний колеблется с такой же частотой, кроме того, начинает колебаться и 30 упругий элемент 2 со своей собственной частотой, причем его колебания имеют амплитуду, значительно большую, чем амплитуда колебаний биморфного элемента 3, и являются изгибными. Таким образом, колебания отражателя .6 представляют собой сумму описанных колебаний. При этом влияние на отражатель 6 коЛебаний биморфного элемента 3 можно снизить, уменьшая их амплитуду с помощью увеличения жесткости биморфного элемента 3,Предлагаемая конструкция оптического дефлектора позволяет повысить динамические характеристики, увеличить срок службы; снизить габариты генератора питающего напряжения, осуществить под-. стройку резонанса во время работы. Формула изобретения Оптический дефлектор, содержащйй установленные на основании упругий элемент, биморфный. элемент, отражатель и обмотку возбуждения, соединенную с гене-. ратором питающего напряжения, о т л и ч аю щ и й с я тем; что, с целью повышения динамических характеристик, увеличения срока службы, расширения технологических возможностей, биморфный элемент выполнен в виде двух соединенных между собой пластин из магнитострикционных материалов разного знака, при этом биморфный элемент установлен на основании через упругий элемент, а отражатель установлен на свободном конце биморфного элемента.