Дилатометрический датчик температуры

(22) Заявлено 31.10,73 (21) 19 с присоединением заявки-Гооударстоеннн 1 й номнтет Совете Инннстров СССР по делам нзобретеннй н отнрытьй5) Дата опубликования описаин 8.09,7, А, Ыиряев, Г, М, Ьелицкий н Й. В. Мирон 1) Заявитель Институт механики Московского Ордена Ленина н ордена Трудового засного Знамени государственного университета нм,. М, В Ломоносово(54) ДИЛАТОМЕТРИЧЕСЕИЙ,ПАТф 1 ИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ено нре Предполагаемое изобретение относится к при.борам, предназначенным для измерения температуры,Известны датчики температуры дилатометрического типа, в которых разность температурныхизменений размеров двух элементов механическипреобразуется в перемещение индикатора,Однако указащые термометры имеют малуючувствительность, Обусловленную малой веливгнойтемпературных изменений размеров чувствительно 1 Ого элемента.Предлагаемый датчик температуры отличаетсяот укаэанного тем, что с целью говьпиения чувствительности, преобразователь температурных напря.жений чувствительного элемента в электрический 15сигнал выполнен в виде поляризационно.оптичес.кой сиотемь 1 например, в виде скрещенного полярископа, а хотя бы одна из деталей термочувствительного элемента выполнена из твердого прозрач.ного материала, например, из силикатного стекла и 29размещена в рабочей зоне полярископа. Предла.гаемая конструкция отличается также тем, чтоприменена двухканальная поляризационно.оп.тическая система, фотоприемники которой включеныдифференциально; и тем, что с целью возможности установки необходимого интервала измерений иупрощения регулировки нуля выходного сигнала,одна из деталей термочувствительного элементаснабжена устройством.Ба чертеже схематически изображ дла.гаемое устроцство,Паеэооптический термометр состоит из обоймы 1, изготовленной иэ твердого материала (напри.мер, дюралюминия), у которого коэффициент тем.ператур ного расширения сильно отличается откоэффициента температурного расширениямате.риала вставки 2, изготовленной, например, из силн.катного стекла, Вставка 2, имеющая, например,форму параллелепипеда, имеет две прозрачные гра.ни и вклеена двумя другими гранями в прямо.угольное Отверстие обоймы 1. Напрртив однойпрозрачной грани расположен источник света 3, напути излучения которого последовательно располо.жены поляризатор 4, вставка 2, фазосдвигаюшаяпластинка 5, анализатор 6 фотоприемник 7. Плоскос-ти поляризации поляризатора 4 и анализатора 6 распо.ложены под углом 90 друг к другу и под углом 45закрепленным граням вставки 2, Фазовая пластин.ка 5 создает разность хода лучей, равную четвертидлины волны используемого. света. Угол между, 5661503енаиоольшим главным вектором фазосдвигающейпластинки и направлением пропускания поляризатора составляет 45,Работает датчик температуры следующим образом, При температуресоответствующей ненапря.женному состоянию чувствительного элемента -вставки при которой, например, производиласьполимеризация клея, скрепляющего вставку 2 ио ойму 1), отсутствуют изменения параметров пообойляризации света при прохождении его сквозь вставку 2. Величина светового потока, приходящего кфотоприемнику 7 от источника света 3, в этомслучае зависит только от взаимной ориентацииплоскостей поляризации поляризатора 4 анализатбьра и фазосдвигающей пластины 5, При указаннойвьпце ориентации этих деталей начальная точкарабочей характеристики выводится на участок обьладающий наибольшей крутизной и линейностью,При изменении температуры обоймы 1.и встав.ки 2 в материале последней возникают значительные механические напряжения, которые приводят квозникновению разности хода обыкновенного инеобыкновенного лучей, на .которые распадаетсясвет, проходя вставку 2. Разность хода, пропорциональная изменению температуры, суммируется сразностью хода, создаваемой фазосдвигающейпластинкой 5, приводя к изменению формы поля.ризации света. Следствием этого является изменение величины светового потока, пропускаемогоанализатором б, Это приводит к изменению освещенности фотоприемника 7, ток которого являетсявыходным сигналом термометра.Чувствительность термометра может быть повышена, если на выходе оптической системы поставить два фотоприемника, включенных дифференциально, а фазосдвигающие пластинки 5 и 6, стоя.щие на пути лучей, идущих к разным фотоприемни.кам, поставить так, чтобы их наибольшие главные векторы были взаимно перпендикулярны. Исполь зование двух включенных дифференциально фотоприемников позволяет улучшить метрологические характеристики прибора, т.к, взаимно компенсируются такие недостатки фотоприемников, как старение, усталость, зависимость чувствительности от температуры окружающей среды и др,Для облегчения регулировки нуля и обеспечения необходимого интервала измерений, обойму 1 можно выполнить разрезной с тем, чтобы обеспе.16 чить возможность регулирования предварительногоподжатия вставки 2, например, регулирующим винтом 8.Формула изобретения. Дилатометрический датчик температуры, содер.жащий термочувствительный элемент, состоящий из нескольких жестко скрепленных друг с другом деталей с разными коэффициентами температурно,.ь. го расширения, преобразователь температурных,Напряжений в выходной сигнал, отличаю.3 ц и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности датчика, преобразователь температурных напряжений выполнен в виде поляри- ЗО зационно-оптической системы, причем одна из деталей термочувствнтельного элемента выполнена из твердого прозрачного материала, например, силикатного стекла и размещена в рабочей зоне полярископа, а другая выполнена разрезной и снабжена 35 регулирующим винтом566150 тира с 8 б 5 осударственного комитета Совета Мющ по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж - 35, Раущская наб