Нуль-индикатор Советский патент 1988 года по МПК G01B9/00 

4

N

Изобретение может использоваться при построении акалого-щ фровых преобразователей и систем контроля. Цель изобретения состоит ,в повышении чувствительности нуль-индикатора за счет точной фиксации нулевого значения напряжения. Первый луч света отражается от зеркальной поверхности. устансЗвленной на торце пьезоэлектрического дефлектора, проходит через выпуклую, вогнутую, две выпуклые линзы и попадает на вход регистрирующего устройства, куда приходит и второй луч света и где наблюдается интерференционная картина, т.к. отражающая поверхность находится в главном фокусе первой выпуклой линзы, мнимый фокус вогнутой линзы и глав- ньй фокус второй выпуклой линзы совмещены в одной точке а вход регистрирующего устройства находится в .главном фокусе третьей выпуклой линзы. Под каким бы углом не отразился бы луч от зеркального отражателя после прохождения фокусирующей системы он всегда попадает на вход регистрирующего блока. 3 ил. (Л

СХ

14)

Изобретение относится к измери- ,тельной технике и является дополнительным к авт.св. № 1315794.

Цель изобретения - повышение чув- ствительности нуль-индикатора за счет точной фиксации нулевого значения напряжения.

На фиг.1 изображена функциональная схема нуль-и1адикатора| на фиг.2 - пьезоэлектрический дефлектор; на фиг.З - схема работы нуль-индикатора.

Нуль-индикатор состоит из источни- .ка I монохроматического света, полупрозрачного зеркала 2, пьезоэлектри- ческого дефлектора 3, регистрирующего блока 4 вьтуклой и вогнутой линз 5, 6, фокусирующей системы, состоящей из двух выпуклых линз 7 и 8. Все линзы 5 - 8 расположены на одной опта- ческой оси между зеркальным отражателем 9 и регистрирующим блоком 4. Полупрозрачное зеркало 2 установлено между источником 1 света и зеркальным отражателем 9 дефлектора 3. Точка отражения луча (F ) размещена в главном фокусе линза 5. Линза б расположена так, что ее главный мнимый фокус (Е) и главный фокус (F) линзы 7 оптически совмещены в одной точке. Вход ре- гистрирующего блока 4 размещен в главном фокусе линзы 8 (точка F ); электроды дефлектора 3 и выход регистрирующего блока 4 являются соответственно входом 10 и выходом 11 всего нуль-индикатора.

Дефлектор 3 представляет собой бй- морфную пьезоэлектрическую мембрану, состоящую из пьезоэлектрических пластин 12 и 13 (фиг. 2) с размещенным на их торце зеркальным отражателем 9. Регистрирующий блок 4 содержит фотоприемники, формирователи импульсов, дифференцирующие элементы, элементы И и реверсивный счетчик импульсов, выход которого является выходом всего нуль-индикатора.

Нуль-индикатор работает следующим образом.

Б исходном состоянии напряжение на входе 10 отсутствует. Луч света от источника 1 делится полупрозрачным зеркалом 2 на два когерентных,луча, Первый луч падает на зеркальный отражатель 9, отражается от него и, про- ходя через линзы 5-8, попадает на вход регистрирзпощего блока 4. Одновременно второй луч также попадает на

5 0 5 0 5

О 5

0

5

вход регистрирующего блока. Так как лучи когерентны, то на фотоприемнике регистрирующего блока наблюдается интерференционная картина, причем когда входное напряжение неизменно (равно нулю), то интерференционная картина неподвижна.

Когда на вход 10 подается опре- .деленное напряжение, в результате отклонения дефлектора 3 на некоторый угол еС от проявления обратного пьезо- эффекта, на такой же угол отклонится луч 1, а в процессе отклонения луча изменится его длина пути, вследствие чего изменится и разность хода лучей. .

Таким образом, на входе регистрирующего блока 4 наблюдается движение интерференционных полос, которое преобразуется в регистрирующем блоке в импульсы, поступающие на суммирующие или вычитающие входы реверсивного счетчика в зависимости от возрас- .тания или убывания входного контролируемого напряжения , а также от его полярности.

Нуль-индикатор настраивают так, что в исходном состоянии в реверсивном счетчике записано, например, К импульсов. При наличии на входе 10 изменяющегося напряжения в нуль-индикаторе действуют описанные процессы, и реверсивный счетчик регистрирующего блока суммирует или вычитает импульсы, получаемые в нем при движении интерференционных полос. Но как только входное напряжение станет равным нулю, в реверсивном счетчике опять будет к импульсов, что определенным образом-фиксируется на выходе 11.

Так как точка отражения луча F расположена ..в главном фокусе линзы 5, то все лучи, прошедшие через точку F , после преломления в линзе 5 будут распространяться параллельно ее главной оптической оси F F . В то же время эта ось является главной и для вогнутой линзы 6. Следовательно, все . лучи, распространяющиеся параллельно главной оптической оси линзы 6, после преломления в ней будут отклонены от направления главной оптической оси на угол о( , определяемый расстоянием от точки падения луча на линзу 6 до главной оптической оси (MjO), и расстоянием от главного мнимого фокуса линзы 6 до самой линзы 6 (Fj 0) Так как главный мнимый фокус линзы 6 Fj и главньй фокус линзы 7 Fj совмещены, то луч l можно считать проходящим через главный фокус линзы 7. Следовательно, после преломления в линзе 7 луч I будет распространяться параллельно ее главной оптической оси FgF (фиг.З). В то же время эта ось является главной и для линзы 8. Следовательно, луч I после преломления в ней будет проходить через главный оптический фокус линзы 8, расположенный в точке F. В этой же точке расположен вход регистрирующего блоуга А (фотоэлементы), Таким образом, под каким бы углом не отразился бы луч от зеркального отражателя 9, после прохождения фокусирую1187

щей системы он всегда попадает на вход регистрирующего блока 4.

Формула изобретения

Нуль-индикатор по авт.св.

№ 1315794, отличающийся тем, что, с целью повьшения чувствительности, он снабжен последовательно установленными между зеркальным отражателем и фокусирующей системой выпуклой и вогнутой ;линзами, ориентированными так, что МНГО1ЫЙ фокус вогнутой линзы и главный фокус первой по ходу излучения выпуклой линзы фокусирующей системы оптически совмещены в одной точке, а отражающая поверхность зеркального отражателя и :главнь1Й фокус вогнутой линзы оптически сопряжены.

Фае. i

Вы)(

-h

0

Фае.д