Устройство для определения деформаций конструкции

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09 01) 51 4 С О 1 В 11 й 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 299738, кл. С 01 В 11/16, 1970.Патент Франции У 2153798,кл. С 01 В 11/00, 1979.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯДЕФОРИАЦИЙ КОНСТРУКЦИИ(57) Изобретение относится к экспериментальному определению напряжений и деформаций в конструкцияхи деталях машин оптическими методами, Устройство позволяет повыситьточность определения деформаций.Для этого устройство снабжено узломфокусировки, узлом развертки в виде оптического клина, расположенны"ми последовательно вдоль оптическойоси между приемником света и полупрозрачными зеркалами, источникамисвета и крестообразньви марками,расположенными вдоль оптическойоси каждого датчика, перпендикулярной основной оптической оси, между полупрозрачным зеркалом и источником света и блоком коммутации,вход которого соединен с приемникомсвета, а выходы соединены с узломфокусировки, источниками света ирегистратором. 2 ил, 1216642Изобретение относится к экспериментальному измерению напряжений и деформаций в конструкциях и деталях машин оптическими методами,Цель изобретения - повышение точности определения деформации,На фиг. показана схема устройства для определения деформаций конструкции на фиг.2 - модулирующая диафрагма и траектории перемеще= Ния крестообразной марки.Устройство (фиг.1) содержит,а источников 1 света, м последовательно расположенных датчиков 2 деформации, каждый из которых содержит полупрозрачное зеркало 3, приемник 4 света, регйстратор 5, узел Фокусировки и узел 7 развертки, расположенные последовательно вдоль оптической оси 00 между приемником 4 света и полупрозрачными зеркалами 31.,крестообразных марок 8, расположенных вдоль оптической оси каждого датчика, перпендикулярной основной оптической оси 00 между полупрозрачным зеркалом 3 и источником 1 света, блок 9 коммутации, вход которого соединен с приемником 4 света, а выходы соединены с узлом 6 Фокусировки, источниками 1 света и регистратором 5, в который входит измерительная схема и вычислительный блок, Каждый датчик 2 деформации (смещения) жестко крепят на деформируемой конструкции О.Приемник 4 света предназначен для измерения линейных смещений по двум координатам в плоскости, перпендикулярной оптической оси 00 Он имеет модулирующую диафрагму 11 (Фиг.2), представляющую собой непрозрачную дисковую пластину с отверстием 12, центр которого совмещен с центром диафрагмы 11 и оптической осью визирования узлов 6 и 7. За модулирующей диафрагмой .11 напротив отверстия 12 расположен чувствительный элемент, например Фотоэлектронный умножитель (не показан)Информация о смещениях из: бражения крестообразной марки относитель" но оптической оси 00 и центра модулирующей диафрагмы 11 получается путем измерения времени между импульсами с выхода чувствительного элемента. Так, например при сонмещении оптической оси 00 (фиг,) сцентром изображения крестообразной марки на зеркале 3 одного из датчиков 2 на модулирующей диафрагме 11 появляется изображение светящейся крестообразной марки, сканирующей по окружности аЬсс, центр которой совпадает с центром отверстия 12. С чувствительного элемента при этом снимаются электрические сигналы в виде импульсов с постоянным периодом следования, поскольку скорость сканирования марки берется постоянной, а дуги аЬ, Ьс, сй и да равны между собой. При перемещении датчика 2 и смещении центра марки отно/сительно оси 00 , а центра круговой траектории иэ точки А в А (фиг,2), временные интервалы между импульсами изменяются, По ним определяют дефор 51015 20 мации (смещения) датчиков 2, Размеры крестообразной марки выбираютв зависимости от ожидаемых деформаций конструкции 10 и перемещениядатчиков 2 от исходного положения,25 Прн любых деформациях конструкции 10 сканирующая марка должна проходить всеми ветвями через отверстие12. Узел 7 развертки, создающий кру"говую развертку изображения крестообразной марки (фиг.2) на модулирующей диафрагме 11, выполнен, например, в виде вращающегося оптическогоклина.35Узел 6 фокусировки предназначендля Фокусирования иэображении крестообразных марок с полупрозрачныхзеркал 3 на модулирующуо диафрагму11 и представляет собой либоф узел со сменными линзами, либо узелс линзой, перемещающейся вдоль оптической оси, В обоих случаях сменалинз или ее перемещение осуществля"ется электромеханическим исполнительным устройством (не показано),которое управляется сигналом с выхода блока 9 коммутации,Блок 9 коммутации обеспечиваетциклическую последовательную комму 50 тацию напряжений питания источников1 света, датчиков 2 , коммутациюсигнала, управляющего электромеха,ническим исполнительным устройствомпоследовательной настройки узла 655 Фокусировки, и последовательнуюкоммутацию сигналов с чувствительного элемента приемника 4 света навход регистратора 5, 12 166425 1 О 15 20 25 30 35 46 45 50 55 Устройство работает следующим образом.Перед измерениями производится начальная установка датчиков 21;.: смещения приемника 4 света, узлов 6 и 7. В исходном состоянии при от-, . сутствии деформации исследуемой конструкции 1 О они должны быть выставлены так, чтобы оптические оси приемника света и узлов 6 и 7 сов.падали, а их общая ось проходила :через зеркала 3 датчиков 2 смещения. При этом полупрозрачные зеркала 3 устанавливаются так, чтобы центры изображения крестообразных марок каждого датчика смещения на собственном зеркале 3 совпадали с оптической осью приемника 4 света.При включении блока 9 коммутации включается источник 1 света первого датчика 2 смещения н кресто 1образная марка 8 засвечивается на Гзеркале 31, Одновременно сигналом с блока 9 узел 6 фокусировки устанавливается в положение, Yри котором на модулирующей диафрагме 11 образуется четкое и заданных размеров изображение крестообразной марки 3,. Узел 7 развертки обеспечивает сканирование светящейся иарки на модулируюцей диафрагме 11 (фиг,2), за счет чего образуется информация в виде временных интервалов о смещении центра марки относительно оптической оси 00,При деформации исследуемой конструкции 10 в точке, где располоаен датчик 2, зеркало 31 с изображением крестообразной марки 8, смещается1от оптической оси 00 и окружность развертки светящейся марки 8 сме 1стится относительно центра иодулирующей диафрагмы 11, Изменяются временные интервалы между импульсами на выходе чувствительного элемента приемника 4 света, по которым с помощью измерительной схемы н вычислительного блока определяют деформации 1. в данном месте конструкции 10, Затем блоком коммутации отключается источник 1 света датчика 2и включается источник 1 света второго датчика 2. Одновременно сигналом с блока коммутации изменяется фокусировка блока 6 и он воспроизводит на диафрагме 11 марку 8. Информация о перемещении датчика 2 через Ф блок 9 коммутации и измерительную схему поступает на вычислительный блок регистратора 5. Последовательно блок 9 коммутации включает источники 1 света всех датчиков 2 смещения, обеспечивает изменение фокусировки узла 6 и передачу информации с приемника 4 света на измерительную схему и вычислительный блок регистратора 5. После окончания очередного цикла работы блока 9 коммутации и всего устройства начинается следующий цикл опроса от первого до 1. -го датчиков смещения.Использование в предлагаемом устройстве в качестве базы отсчета деформации исследуемой конструкции оптической оси вместо лазерного луча позволяет исключить погрешность иэмерений, связанную с дрейфом и флуктуациями луча лазера,и тем самым повысить точность измерений. Выполнение датчика смещения в виде крестообразной марки, пропускающей свет на полупрозрачное зеркало в заданный промежуток времени цикла измерений, и равномерное сканирование марки .по модулирующей диафрагме, также позволяет повысить точность измерений. формула изобретения Устройство для определения деФориаций конструкции, содержащее источник света, 11 последовательно располоаенных датчиков деФормации, каждый из которых содержит полупрозрачное зеркало, приемник света и регистратор, о т л и ч а в ц е е с я тем, что, с целью повмвения точности определения, оно снабжено узлом фокусировки н узлом развертки в виФде оптического клина, расположенными последовательно вдоль оптической оси между приемником света и полупрозрачными зеркалами, дополнительными я -1 источникаии света и крестообразными марками, расположенными вдоль оптической оси каждого датчика, перпендикулярной основной оптической оси, между полупрозрачнъа зеркалом и источникои света, и блоком коммутации, вход которого соединен с приемником света, а выходы соединены с узлом фокусировки, ксточ никами света и регистратором.АЬгСоставитель В.Евстратов Редактор Н.Егорова Техред М,Пароцай Корректор С.Шекмар Эаказ 993/51 Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий ф113035, Москва, Ж, Раушская наб, д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4