Оптический преобразователь

) (11) 1 9 2 312 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ РЕТЕН И 18И 1 Е,:,СТВУ ОМУ СВИД В 1) 3755529/ 2) 25.06.84 6) 30. 12,85 1) Институт леме пол двух коакиз которых алом и межд упругий ма хность вы в сиа мех меньшязано с Бюл.робле 8 к ложен фо ьная пов ужной по жестко надеж АН БС с аши хности мебольшеговлениикольца.п 1 о т сть апр шег ько (08 С.С ре кольц больш2 ен6 о т о х наг л узоком о и ровха шин ыпол вяза ами с. 220, ТИЧЕСКИЙ ПРЕО щий излучатель ОВ т п неи по другим ановл 180 ф ые п ш лом,ол двумя соосным превышающи ал к верхности чувствительного ф гого элемента, установленно лу, о т л и ч а ю щ и й с я упруна ва ными с т тельн та, пр ановле оны от м а что, с целью повышения точнос чувствительности, чувствитель наклоном тельно р и долговечно(56) Одинец редства изме а. М.: МашинАгейкин Д. роля и регул троение, 196 54) (57) 1. О ЕЛЬ, содержа ик света, ус СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК Топилин Г крутящего ние, 1977 р. Датчик ия ММ нически с рыми расп ал, зеркал ена на на кольца,в радиальном н жесткости мень реобразователь ющийся те ерения скручива еская связь кол на в виде двух ых соответствен ально вал ого элем го ряда у разные ст уса вала.ядов спиц,о одними конхностью меньконцами - сустановленкольцамии этомны сноси01693 510 15 20 25 30 35 40 45 и 4).12Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения крутящегомомента, давления или силы при ис-.пытаниях машин и механизмов.. 11 елью изобретения является повышение точности ичувствительности.,На фиг. 1 схематически изображенпреобразователь для измерения радиальных нагрузок; на фиг. 2 - преобразователь для измерения скручивающих нагрузок, на фиг. 3 - вид Ана фиг, 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б .на фиг. 2.Оптический преобраэоватепь содержит излучающее 1 и воспринимающее 2устройства и чувствительный элемент,который выполнен в виде двух коаксиально расположенных наружного 3и внутреннего 4 колец, между которыми размещен и жестко с ними связан,например приклеен, фотоупругий материал 5, изготовленный, например, измонокристаллического арсенида галлия.Наружное кольцо имеет удельнуюжесткость в радиальном направлении,которая превышает удельную жесткостьвнутреннего кольца 4 для того, чтобыусилие, вызывающее деформацию внутрен.него кольца 4 и фотоупругого материала 5, не вызывало деформацию наружного кольца 3.Наружная поверхность 6 внутреннего кольца 4 выполнена зеркальной.Излучающее 1 и воспринимающее 2устройства распопожены в корпусе 7под углом, не превышающим 180 к:зеркальной поверхности 6,Неподвижный корпус 8 кинематически связан через тела качения 8 с чув-.ствительным элементом, внутреннеекольцо 4 которого жестко установленона исследуемом вращающемся валу 9.В оптическом преобразователе дляизмерения скручивающих нагрузок внутреннее кольцо 4 чувствительного элемента жестко связано посредствомпо крайней мере двух рядов спиц 10с двумя соосными втулками 11. Втулки 11 жестко установлены на исследуемом вращающемся валу 9 коаксиальночувствительному элементу. Спицы 10в каждом ряду установлены с наклономк радиусу кольца 4, и наклон спиц 10в одном ряду (фиг. 3).противоположеннаклону спиц 10 в другом ряду (фиг.4)для усиления крутящего момента, передаваемого от исследуемого вала 9 кфотоупругому материалу 5. 2Наружное кольцо 3 имеет удельнуюжесткость в радиальном направлении,которая превышает удельную жесткостькольца 4 для того, чтобы усилие, вызывающее деформацию кольца 4 и фотоупругого материала 5, не вызывало деформацию наружного кольца 3.При измерении радиальных нагрузокоптический преобразователь работаетследующим образом (фиг. 1),Под действием механических воздействий в осевом направлении, например силы или давления, прикладываемых к валу 9, его диаметр увеличивается. Это приводит в свою оче- . редь к деформации кольца 4 и жестко связанного с них фотоупругого материала 5.Благодаря тому, что удельная жесткость наружного кольца 3 в радиальном направлении превышает удельную жесткость внутреннего кольца 4, зпюра напряжений распределяется в фото- упругом материале 5 по всей толщине равномерно.Поляризованный луч света от излучающего устройства.1 проходит через фотоупругий материал 5, отражается от зеркальной поверхности 6 кольца 4 и попадает в воспринимающее устройство 2.Яркость отраженного луча света зависит от величины механических напряжений, передаваемых от исследуемого вала 9 через кольцо 4 .к фотоупругому материалу 5, в котором они распределяются по всей его толщине, т.е. чембольшее напряжение возникает, тем большее затухание луча света происходит в фотоупругом материале 5, что и регистрируется воспринимающим устройством 2;При измерении окручивающих нагрузок оптический преобразователь работает следующим образом (фиг,2,3 Втулки 11 жестко устанавливаются на исследуемом валу 9. Под действием прикладываемого к, валу 9 крутящего момента втулки 11 смещаются одна относительно другой на угол закручивания вала 9. Вслед за втулками 11 смещаются в противоположные стороны концы 12 спиц 10, закрепленные на втулках 11, в то время как концы 13 спиц 10, закрепленные на конце 4, остаются в прежнем положении, такз 1201693 фкак скручивающие силы, действующиеторое передается на фотоупругий мана кольцо 4, равны по величине и териал 5.Упротивоположны по направлению. В ре- . В дальнейшем работа оптического зультате,спицы 10 изменяют свой угол преобразователя ничем не отличается наклона и деформируют кольцо 4, созда-от работы при измерении радиальных вая в нем напряженное состояние, ко- нагрузок.1201693 Составитель А. Экономактор Н. Швыдкая Техред Л.Мартяшова липенк ект одписно ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная акаэ 7995/42 ВНИИНИ п 11303ТиражфГосударственн елам изобретен Москва, Ж,896о коми отушска ета СССРйтийнаб., д. 4/