Оптический измеритель давления

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК А 51)4 С 01 1. 19/О ГО Дородовский институ ельство СССР5/28, 1965,ьство СССР19/08, 1978.(54) (5 ЛЕНИЯ,измерит системувательн перпендикускости, при го зеркаль зеркной ом поверхност ой плоскости оси кон рагмы и виде уп ВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Авторское свидет9 191838, кл. С 01 РАвторское свидетелУ 675327, кл. С 01 Е ОПТИЧЕСКИЙ ИЗИЕРИТЕЛЬ ДАВ- одержащий источник света, льную шкалу и оптическую выполненную в виде последо расположенных на оптическо енсора, отражателя, диафизмерительного элемента в угой мембраны, соединенной 0118513 с подвижной системой, на которойустановлено зеркало, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширениядиапазона измеряемых величин, онснабжен дополнительными шкалой,зеркалом и оптическим блоком, жестко соединенным с основным зеркалом иоптически связанным с дополнительнымзеркалом и дополнительной шкалой,при этом оптический блок выпожен ввиде идентичных зеркальных призм,расположенных ступенчато по высотес равномерным угловым смещением относительно оси вращения основного ризм, параллельные эт ыполнены непрозрачнымИзобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления.Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение диапазона измеряемых величин.На фиг.1 показана общая схема устройства на фиг,2 - конструкция оптического блока и расположение его относительно дополнительного зерка ла на фиг,3 - схема прохождения световых лучей.Устройство содержит измерительный узел 1, оптическую систему 2, основную 3 и дополнительную 4 шкалы. 15 Измерительный узел содержит упругий чувствительный элемент 5, подвижную систему 6 с жестко закрепленным на ней основным зеркалом 7, оптически связанным с основной шкалой 3. Под вижная система 6 связана с центром упругого элемента 5 через иглу 8. Основное зеркало 7 жестко связано с оптическим блоком 9 и оптически Фразделено с ним светопоглощающей пло 5 щадкой 10. Основное зеркало 7 и оптический блок 9 имеют общую ось вращения О. Оптический блок 9 состоит из совокупности зеркальных призм 11, развернутых в форме веера, располо женных ступенчато по высоте с равномерным угловым смещением относительно оси вращения 0 основного зеркала 7, перпендикулярно его зеркальной плоскости, причем поверхности 12 З 5 призм 11 выполнены непрозрачными, а поверхности 13 призм 11 - зеркальны-. ми. С одной стороны зеркальные поверхности 13 проходят через ось вращения О, а с другой стороны развернуты од на относительно другой кажпая на угол ь 8, причем первая зеркальная поверхность 13 призмы 11, отделенная от основного зеркала 7 только свето- поглощающей площадкой 10, расположе на в одной плоскости с основным зеркалом 7, Оптический блок 9 оптически связан с дополнительной шкалой 4 и с дополнительным неподвижным зеркалом 14, расположенным так, что в нерабо чем положении его зеркальная грань 15 находится в плоскости, параллельной основному зеркалу 7, а плоскость, перпендикулярная основному зеркалу 7 и проходящая через светопоглощающую 55 площадку 10, проходит через верхнюю грань дополнительного зеркала 14. Ос.новное зеркало 7 и оптический блок 9 оптически связаны с оптической системой 2, формирующей ыа шкале 3 световой указатель 16, а на шкале 4световой указатель 17,содержащий источник 18 света, конденсор 19, отражатель 20 и две диафрагмы 21 и 22.При этом диафрагма 21 установленатак, что ее оптическая ось пересекает основное зеркало 7 на оси вращения О. Диафрагма 22 выполнена так,что отверстие в ней, через котороепроходит световой луч при работеустройства, является плоской щелью,и установлена так, что плоскость,проведенная через щелевое отверстие,параллельна оси вращения О, проходитчерез все зеркальные грани 13 призм11, но не пересекается с дополнительным зеркалом 14,Устройство работает следующим образом.Луч света от источника 18 света,пройдя через конденсатор 19, отражатель 20, попадает на диафрагмы 21 и22, где разбивается на два луча: издиафрагмы 21 - луч А, а иэ диафрагмы22 - луч В. Луч А из диафрагмы 21 попадает на основное зеркало 7 и, отразившись от него, попадает на основную шкалу 3, где образует световойуказатель 16. Плоский луч В из диафрагмы 22 попадает на зеркальные поверхности призм 11, разбивается наряд лучей В;, где д=1,2И (И -число призм 11), которые отражаясьпод разными углами (за сет разворота зеркальных поверхностей 13) отзеркальных поверхностей 13 попадаютна дополнительное зеркало 14, отражаются от него обратно к зеркальнымповерхностям 13 и т.д. до тех пор,пока при последнем. отражении отзеркальной поверхности 13 один излучей В не попадает на дополнительную шкалу 4, где образует световойуказатель 17, Для того, чтобы небыло паразитных лучей при отклонении лучей В поверхности 12 призм 11выполнены прозрачными, а для того,чтобы при разьюстировке системылуч В не давал отражения от основного зеркала 7, основное зеркало 7 отделено от оптического блока 9 светопоглощающей площадкой 10.Устройство отъюстировано таким.образом, что при отсутствии перепададавления на упругом чувствительномэлементе 5 световые указатели 16 и118517 располагаются на нулевых отметках основной шкалы 3 и дополнительной шкалы 4.При появлении давления упругий чувствительный элемент 5 начинает перемещаться и через иглу 8 и подвижную систему 6 начинает поворачивать основное зеркало 7 и жестко связанный с ним оптический блок 9 относительно оси вращения О на некоторый 1 О угол в зависимости от величины перемещения упругого чувствительного элемента 5. При этом луч А, отраженный от основного зеркала 7 по направлению к дсновной шкале 3, тоже разворачива ется на такой же угол, как и основное зеркало 7, а следовательно, световой указатель 16 перемещается по шкале 3 на определенное число делений и показывает величину изменения рО давления.В начале работы, когда световой указатель 16 на шкале 3 находится на нулевой отметке, световой указатель 17 на дополнительной шкале 4 25 образует один из лучей В, а именнотот, который отражается от зеркальной поверхности 13 призмы 11, параллельной зеркальной грани 15 дополнительного зеркала 14. При этом световые лучи В;, , В;+ , , Впри отражении от зеркальных поверхностей 13 других призм 11 находятся за пределами дополнительной шкалы 4 и развернуты один относительно другого на угол35=2+4 2, где 2 - число отражений луча В; от зеркальных поверхностей13 и 15.Число И призм 11 и угол их разворота Д 1, а также размеры 1. дополни 40 тельного зеркала 14 и его расстояние Ь от основного зеркала 7, а также угол 65 (угол между основным зеркаЛом 7 и лучом В в нерабочем положении) выбираются из следующих условий (Е,45 Ь 9 однозначно определяют число ото Вражений 2). 135 4Чтобы при последнем отражении лучи В, были направлены в направлении дополнительной шкалы 4 необходимо, чтобы 2 было нечетным числом. Необходимо также, чтобы за то время, когда отраженный от основного зеркала 7 световой указатель 16 от луча А при повороте основного зеркала 7 пройдет определенный участок шкалы 3 (например, одно деление), световой указатель 17 от одного из лучей В прошел1 всю дополнительную шкалу 4, и к том моменту когда световой указатель 17 от луча В ,выйдет за пределы дополнительной шкалы 4, на нулевой отметке шкалы 4 снова появляется световой указатель 17 от следующего луча В +,+1Это условие выполняется, если Ь У= =Р/п, где Г - предельный угол поворота основного зеркала 7, соответствующий перемещению светового указателя16 из нулевого положения на шкале 3 домаксимального значения, п - число разбиений шкалы 3 на деления, а количество призм 11 при этом Н (для примера на фиг.2 К=4). Таким образом, при такой конструкции оптического блока 9, при развороте основного зеркала 7 на дЮ от нулевого положения, та зеркальная поверхность 12 призмы 11, которая была параллельна дополнительному зеркалу 14, поворачивается тоже на угол 6 Ю, а луч В отражающийся от нее, поворачивается на угол М и перемещает световой указатель 17 на дополнительной шкале 4 из нулевого положения в конец дополнительной шкалы 4. Таккак следующая зеркальная поверхность 13 другой призмы 11 развернута относительно предыдущей на угол д, она занимает положение параллельное дополнительному зеркалу 14 а луч ВЭ 1+1 дает световой указатель 17 снова в нулевой отметке дополнительной шкалы 4 и т.д.1185135 Составитель В.Казаковедактор Н.Швыдкая Техрдд Ж.Кастелевич Корр ректо И.ЭрдейГ Заказ 64 го и г.ужгород, ул,Проектная, 4 Пат Фили 6/35 Тираж 896 ВНИИПИ Государственпо делам изобрете 13035, Москва, ЖПодписноомитета СССРоткрытийская наб д.4/5