Пьзооптический измерительный преобразователь

судврственной иомитетоввтв Министров СССРоо делам изобретенийи открытий(54) ПЬЕЗООПТ я к измерительной пользовано для я, ускорения и друмеханические наеские измеритель держат источник тическую систему лючеиных фотоприИзобретение относитс технике и может быть ис измерения силы, давлени гих величин, вызывающих пряжения в твердом телеизвестные пьезооптич ные преобразователи со света, поляризационно оп и два дифференциально вк мн ия - повышение точности зависимости чувствительтеля от температуры.я тем, что предлагаемый набжен источником опорно-. равляемым блоком питата, блоком сравнения и ного сигнала фотоприем- м с одним из входов блоой вход которого подклюпорного напреежения, а управляемого блока пик нсточ5 пример,хе мар длагае мого зовател Цель изобретен путем уменьшения ности преобразова Это достигаетс преобразователь с го напряжения, уп ния источника све сумматором выход ников, соединенны ка сравнения, друг чен к источнику о выход - ко входу тания. На чертеже данбебла . ек;".ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Институт механики Московского ордена Ленина и орденаасного Знамени государственного университета им, М, В ИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАОВАТЕЛЬ Г 1 ьезооптический измерительный преобразователь содержит источник света 1,например светодиод, полярязацяонно-оптическую систему, включающую пленочный поля- а ризатор 2, нувствительный элемент 3 изпрозрачного материала, обладающего пьезооптическим эффектом, например, нз снлеекатного стекла, четвертьволновую пластинку 4и анализаторы 5 и 6, установленные опнн О параллельно, а другой окрещенно к ееоеелреезатору 2, и два фотоприемника 7 н В, например фотодиода, включенные дифференпиально в мостовую схему, Пва других плечамоста фотодиодов образованы постоянными 5 резисторами 9 и 10, Измерительная диагональ моста подключена непосредственно иличерез усилитель ( на чертеже не показан)к регистратору 11 В диагонали литанимоста последовательно с источником пита- О ния 12 включен резистор 13, выееоееняе щий роль сумматора выходных токов, С резистором 13 соединен один еез входов блока сравнения 14, вход которого подключеннику опорееого ееаееряжеееия 1 т (панормальный элемент илн стабили 567964.трон). Выход блока сравнения 14 соединенс входом управляющего блока питания 16,к выходу которого подключена цепь питаниясветодиода 1. Элементы 1-8 компактно собраны в общем корпусе и образуют датчик.Остальные элементы относятся ко вторичнойаппаратуре н соединены с ннм линией связи.Работа преобразователя основана иа использовании пьезооптического эффекта, состоящего в завасимости двойного лучепреломления от механического напряжения, Основными причинами изменения чувствительности пьезооптического преобразователя является зависимость от температурыф/осветоотдачи светодиода (К,р 1 С) ио/рчувствительности фотодиода (Кэ 0,2,рруку)Можно показать, что чувствительностьпреобразователя пропорциональна прозведенню лучистого потока светодиода на чувствительность фотодиода Пренебрегая сравнительно малой величиной темнового тока( 30,3. ф/а Ро ), можно счйтать, чтоначальный ток фотодиода ( Э) также пропорционален этим величинам. Следовательно, поддержание постоянной величины начального тока фотодиода приводит к сохранению постоянной чувствительности.Описанная оптическая система позволяетпри нагружении чувствительного елемента 3получить приращение освещенностей фотоприемников одинаковыми по величине и.противоположными по знаку,При линейных люкс-амперных характеристиках фотоприемников 7 и 8 и одинаковом их начальном токе , сумма токовфотоприемииков, а следовательно и напряжение на реэисгоре 13 не зависит от измеряемой силы Р (.Э ф: о )При изменении, например, при увеличениитемпературы, светоотдача светодиода падает, уменьшается световой поток и, какследствие, уменьшаются токи фотодиодов 7 и 8, Падение напряжения на общем резисторе 13 уменьшается, на выходе блокасравнения 14 появляется сигнал, поступающий на вход управляемого блока питания16, который увеличивает напряжение питания светодиода 1, Поэтому возрастает егосветовой поток, за счет чего увеличиваются токи фотодиодов 7 и 8 и напряжение нарезисторе 13, стремясь к первоначальной1 О величине,Для плавной регулировки чувствительности пьезооптического преобразователя резистор 13 может быть выполнен переменным,15 Кроме ведения обратной связи, желательно включить в цепь питания светодиодатерморезистор 17 или резистор. Эта частичная автотермокомпенсация облегчаеттребования к описанной выше схеме или,при прочих равных условиях, уменьшаетзависимость чувствительного преобразователя от температуры,Формула изобретенияПьезооптический измерительный преобразователь содержащий источник света, ЗО поляризационно-оптическую систему и двадифференциально включенных фотоприемника, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, сцелью повышения точности путем уменьшения зависимости чувствительности преобраЗ 5 эователя от температуры, он снабжен источником опорного напряжения, управляемымблоком питания источника света, блокомсравнения и сумматором выходного сигналафотоприемников, соединенным с одним из 40 входов блока сравнения, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, а выходко входу управляемогоблока питания.56796411 уСоставитель В, ГерасимоваРедактор Н. СкворцоваТехред 3, фанта Корректор Л, КравченкоЗаказ 2728/ЗО Тираж 1101 Подписное 11 ПИИГИ Госупярственного комитета Совета Министров СССР по пелам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЭБ, Раушская наб., д. 4/5 Филиал П атент", г, Ужгород, ул, Проектнаи, 4