Пьезоэлектрический измерительный преобразователь Советский патент 1977 года по МПК G01L1/24 

(54) ПЬЕЗООПТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

CKijeuieiiiiu, и фотоирнемиики- 7 и 7а, включенные диф4ереицнально.

Спет от источника 3, пройдя в одном канале элементы 4, 1, 5, 6, а в другом 4а, 1, 5а, 6а, попадает )ia фотоприемники 7 и 7а, 5 соответственно, причем после прохождения поляризаторов 4, 4а световые лучи в обоих каналах становятся плоскополяризованными. В 1а1ружен}10м чувствительном элементе 1 каждый из этих 1учеи распадается на два, ю поляризованных во взаимно перпелдикуля1 ных luiocKocTiLX. Плоскости поляризации этих лучей параллельны наибольшему и наимень июму нормальным напряжениям в чувствитель inoM элементе, перпендикулярным лучу, а15

скорости их распространения пропорциональны этим напряжениям. Поэтому после прохождения чунствите плого элемента эти соста1 jiHKJuuie луча в каждом канале получают вза-имную разность хода Дсх.раб и Д rt i раб , 20 соответственно, пронорпион, и1ьную величине измеряемой нагрузке Р. Анализаторы 6, 6а выделяют из лучей составлжощие, поляризованные в плоскости их пропускания. В результате интерференции этих составляю-25 тих, являющихся когерентными лучами с одинаковым направлением плоскости поляризации, интенсивность света после анализаторов, а следовательно, и выходной сигнал фотоприемникав 7, 7а зависит от разности 30 хода лучей, т. е. от величины измеряемой нагрузки Р. Эта зависимость U(oc)и U, ((:) (см. фиг. 2) для первого и второго каналов, соответственно, имеет наибольшую крутиэну и линейность при начальной разности 35 хода составляющих луча о( , равной четверти длины волны света, которая создается в фазовых пластинах 5, 5а. Так как фазовая пластинка 5, создающая в первом oitтическом канале начальную разность хода 40 в четверть волны света, ориентирована так, что ось наибольщей скорости параллельгна наибольщему нормальному напряжению в чувствительном элементе 1, то в случае скрещенных поляризатора 4 и .анализатора 5 6, при увеличении нагрузки Р освещенность фотоприемника 7 увеличивается, а следовательно, увеличивается величина выходного сигнала на ДП/ раб. Аналогично, во втором

оптическом канале, за счет расположения оси наиболылей скорости фазовой пластинки 5а параллельно наименьшему нормальному напряжению, при увеличепии нагрузки Р освещенность, а следовательно и выходной сигнал фотоприемника 7а уменьшаются на величину AUj раб. Разность сигналов фотоприемников 7 и 7а, равная uU раб Д и р)аб - AU2 раб, составляет выходной сигнал преобразователя, пропорциональный измеряемой нагрузке Р.

Под влиянием колебаний температуры окружающей среды происходит изменение свойств фазовых пластинок, что приводит к изменению создаваемой ими разности фаз в каждом оптическом капале на величину Л «7 И Д (У соответственно. За счет пред- ложешюй ориентации фазовых пластинок 5 и 5а изменение температуры приводит к одновременному увеличению, либо умени шению выходного сигнала фотоприомликов в каждом канале на величину AU-jr - Uj , следовательно при их дифференциальном вклкчепии температурный дрейф преобразователя составляет величину дИ- - , т

Предложе1П1ый пьезооптический преобразователь позволяет повысить точность измерений за счет уменьшения температурного дрейфа нуля.

Формула изобретения

Пьезооптический измерительный преобразователь, содержащий фотоупругий чувстви-. тельный элемент и два поляризационно-оптических канала, из последовательно располо-. женных источника света, поляризатора, фазовой нластинки, анализатора, установленного в обоих каналах одинаково по отношению к поляризатору, например, скрещенно и фотоприемников, отличающийся тем что, с целью повышения точности путем уменьшения температурного дрейфа нуля . выходного сигнала, фазовые пластинки уста- новлены так, что ось наибольшей скорости пластинки в одном оптическом канале соотавляет с плоскостью пол5физа1ши поляризатора угол +45 , а во втором угол - 45

лсС.ра5