Цифровой фотоупругий датчик силы

 

О Й Я-C:-А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

32452S

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 30.1V.1970 (№ 1437660/25-28) .Ч.Кл. G 011 1/24 с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 23.Х1!.1971. Бюллетень ¹ 2 за 1972 УДК 531.781.2 (088.8)

Дата опубликования описания 28.II.1972

Комитет па делам изобретений и открытий цри Совете Мииистрое

СССР

Автор изобретения

Э. A. Кудряшов

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина

Заявитель

ЦИФРОВОЙ ФОТОУПРУГИЙ ДАТЧИК СИЛЫ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для цифровых ди намометров, весов и т. п.

Известны цифровые фотоупругие датчики силы, содержащие, источник монохроматического поляризованного света, фотоупругий силовоспри нимающий элемент и поляризационнооптическую си стему, состоящую из а нализатора, фотодетекторов и формирователя импульсов.

Предложенный датчик отличается от известFlbIx тем, что он снабжен второй идентичной поляризационно-оптической системой, оптически связанной с фотоупругим силовоспринимающим элементом посредством четвертьволновой пластинки и полупрозрачного зеркала.

Кроме того, он содержит несколько последовательно оптически связанных между собой фотоупругих силовосприним ающих элементов. каждый из которых воспринимает:одну из слагаемых сил.

Такое вы полнение цифрового фотоупругого датчика позволяет повьссиTb точность измерений и обеспечить суммирование пространственно разделенных сил.

На фиг. 1 показа на схема предложенного датчика; на фиг. 2 — цифровые, весы.

Датчик содержит источник 1 монохроматического света, фотоупругий силовоснринимающий элемент 2 и две поляризационно-оптичесине системы 8 и -1, каждая из которых состоит из анализатора 5, фотодетекторов 6 и 7 .и формирователей 8:импульсов, IHàïðèìåð триггеров Шмидта. причем поляризационно-оптическая система 4 оптически связана с фотоупругим силовоспринимающнм элементом JlOсредством четвертьволновой пластинки 9 и полупрозрачного зеркала 10.

B случае, когда .»еобходимо суммировать

10 пространственно разделенные силы, например в цифровых весах 11, датчик содержит несколько фотоупругих силовоопринимающих элементов, последовательно оптически связанных друг с другом.

15 Работает датчик следующим образом.

Плоско поляризованный пучок монохроматического света проходит через фотоупругий снловоспрннимающий элемент, к которому прикладывается измеряемое усилие F. Это усилие

20 вызывает на выходе фотоупругого силовоспринпмающего элемента волновую разность фаз.

Далее пучок света. промодуi»poi>a»» iiI »о фазе, с помощью полупрозрачного зеркала разбивается на два пучка, один из которых с по25 мощью анализатора поляризацион|но-оптической системы 8 и фотодетекторов преобразуется в напряжение, про порционалвное разности фаз. Другой пучок света проходит анидотропную четвертьволновую,пластинку, главное с030 чение которой совпадает с главным сечением

324526 (:остави геоь А. Босой

Т«.«1)::гг F Борисова

)),;)ррi" i),.) И. Шматок.т

Р«ëàêò:.,;) М. Макарова

Зак гга 546 1 !а г $ о 1В И) Тиьрса)к 448 Пол:и.)сс;i,õ

Ц!1ИИП!1 !Сг))ги гета ио леиг))г изобрг г«иий и огкрыги)1) при Совете Мггг)агстров СССР

Москва, 7К-З5, Ряушскагг иаб.. гс 4/5

001(1«TI! l)i Ti,L) !«ра<1)ив 1:,г)с)j)i)))« !L0«о ) .)ра в I(IliIH Ilo и«иа г l! фотоупругого сим))воспригннма гощего элемента, анализатор поляризационно-оптической оистемы 4 и рег)истри1руется ее фотодетекторами.

Выходные напряжения датчика снимаются с выходов поляризационгго-оптических систем

3 и 4 в виде последовательности прямоуголь ных импульсов, сдвинутых .Ilo фазе, причем знак фазового сдвига определяется хара,ктером изменения оилы.

Датчик рассчитан на работу в комплекте с измерительной схемой, содержащей логическую схему и реверсивпый,счетчик импульсов.

Предмет пзобретен ия

1. Цифровой фотоупругий датчик силы, содержащий источ ник манохроматического поляризованного света, фотоупругий силовоспринимающий элемент н поля ризационно-оптическую систему, состоящую из анализатора, фотодетекторов и формиро!вателя импульсов, отли LQfoLLLLLLLcjl тем, что, с целью IIQBIIшения

5точности .из,мерений,,он снабжен второй идентичной поляризационно-оптической системой, оптически c!BH3BIH!HOH с фотоупругим силовоспринимающим элементом п осредством четвертьволновой пласт«инки и,полупрозрачного

10 зеркала.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью суммирования пространственно разделенных сил, он содержит несколько последогательно оптически связанных между собой

15 фотоунругнх снловоспрннимающих элементов, каждый из которых воспри!нимает одну из слагаемых сил.