Пьезооптический измеритель деформации объекта Советский патент 1990 года по МПК G01B11/16 

Изобретение относится к измерительной техьиье, к определению деформаций конструкций посредством поляризациинио-оптических преобразователей .

Цель изобретения - повышение точности измерении деформаций.

На чертеже чринедена схема пьезо- оптического измерителя деформации объеь та.

Пьезооптичс ьни измеритель деформаций сод. спорные платы 1 и 2, предназн 1че нь и дтя укрепления на контролир%тч объекте, связанные между собой ( .лмнительными элементами 3, имеч пч .. тпрречные утоньшенные участм1 «. Ч1о+т,у элементом 5 из

фотоупругого материала и опорной плитой 1 установлены два вспомогательных стержня 6 и 7, которые расположены соосно оси нагружения измерители деформаций, причем стержень 7 выполнен в виде полого пичиндра. Стержень 6, частично проходящий внутри полого стержня 7 с одной стороны контактирует с чувствительным элементом 5 из фотоупругого материала, а с другой стороны с помощью фланца 8

через теплоизолирукш.ую прокладку 9 соединен со стержнем 7. Другой конец стержня 7 прикреплен к опорной плате 1. Стержни 6 и 7 (одержат средства 10 и 11 нагревт, подключенные

сл

СС

о

со о

дифференциально к усилителю электронной схемы измерителя.

Измеритель деформации содержит по- ляризованно-оптический преобразователь (не показан), состоящий из источника света, поляризатора, четвертьволновой пластины, чувствительного элемента из фотоупругого материала, анализатора и фотоприемника.

Пьезооптический измеритель деформаций работает следующим образом.

Опорные платы 1 и 2 прикрепляются к испытываемому объекту, деформация которого посредством стержней 6 и 7 передается на чувствительный элемент 5 из фотоупругого материала. Деформация чувствительного элемента 5 приводит к изменению величины светового потока, падающего на фотоприемник, и, соотствтенно, к изменению сигнала на выходе фотоприемника по синусоидальному закону в зависимости от величины деформации. Передаточная характеристика электронной схемы выбирается таким образом, чтобы при нахождении рабочей точки поляризации-оптического преобразователя на середине восходящего (или ниспадающего), участка на средствах 10 и И нагрева было оди- лаковое напряжение. Изменение температуры окружающей среды приводит к смещению рабочей точки поляризацион- но-оптической схемы в силу разности коэффициента температурного расширения материалов испытываемого объекта и конструктивных элементов пьезоопти- ческого измерителя деформаций. Вследствие этого на выходе поляризацион- но-оптического преобразователя воз- никает сигнал, подаваемый на вход у с иЛИТРЧЯ, выход которого связан со средствами 10 и 11 нагрева. При этом напряжение на средствах 10 и 11 нагре а изменяется, что ведет к изменению

0

5

температуры вспомогательных стержней 6 и 7 и, соответственно, их длины. Причем изменение длины стержня 6 приводит к изменению общей длины компенсатора температурных деформаций с тем же знаком, а изменение длины стержня 7 - с противоположным знаком.

Таким образом, при включении электрической цепи предлагаемого устрой ства рабочая точка поляризационно- оптической схемы автоматически устанавливается на середине восходящего (или ниспадающего) участка в зависимости от типа используемого усилителя электронной схемы (инвертирующий или неинвертирующий) и порядка подключения средств 10 и II нагрева.

Формула изобретения

Пьезооптический измеритель деформации объекта, содержащий опорные платы, предназначенные для крепления на контролируемом объекте, чувствительный элемент из фотоупругого материала, два стержня, установленные между чувствительным элементом и опорной платой, отличающи й- с я тем, что, с целью повышения точности, каждый стержень выполнен в виде цилиндра, один из которых полый и имеет внутренний диаметр больше наружного диаметра другого цилиндра, полый цилиндр закреплен в опорной плате, в которой соосно месту закрепления полого цилиндра выполнено отверстие с диаметром, равным внутреннему диаметру цилиндра, сплошной цилиндр коаксиалъно установлен в полом цилиндре и закреплен одним торцом со свободным торцом полого цилиндра, а другой предназначен для контактирования с чувствительным элементом.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к определению деформаций конструкций посредством поляризационно-оптических преобразователей. Цель изобретения - повышение точности измерения деформаций посредством выполнения элемента, связывающего чувствительный элемент с объектом в виде коаксиального соединения двух стержней. Для этого два стержня, установленных между чувствительным элементом из фотоупругого материала и опорной платой, расположены соосно по оси нагружения, причем один стержень выполнен в виде полого цилиндра, а другой - в виде сплошного цилиндра, частично расположенного внутри полого. Деформация чувствительного элемента приводит к изменению величины светового потока и, следовательно, к изменению сигнала на выходе фотоприемника в зависимости от величины деформации. 2 ил.