Тензофотопреобразователь Советский патент 1981 года по МПК G01L1/24 

(54) ТЕНЗОФОТОЛРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использ-овано для измерения давления, усилия и других механических параметров Известны тензофотопреобразователи, содержащие источник света, фотоупругий элемент и регистрирующую аппаратуру fl . Эти устройства имеют малую чувсвительность, вследствие малого коэффициента фотоупругости чувствительного элемента. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее упругий элемент из пьезооптическогЪ материала, оптически связанного с источником света, поляризатор, анализатор и фотоприемник 2. Однако чувс.тззительность этого уст ройства недостаточна. Цель изобретения - повышение чувствительности . Поставленн-ая цель достигается тем что упругий элемент выполнен в виде полупроводникового фотоприемника, -а длина волны источника света выбрана в пределах к(0,35-1,2)Е где К Коэффициент размерности, равный 1,24 MK3BjE - ширина запрещенной зоны материсша фотоприемника или энергия ионизацииего примесного состояния. На фиг.1 приведен пример конструктивного выполнения устройства; . на фиг.2 - схема работы устройства. Устройство состоит из источника 1 света, фотоприемника 2 с выводами 3, представляющего собой п-р переход, образованный полупроводниковой пластиной 4 и полупроводниковым фоточувствительным слоем 5, фотоприемника и источника света, закрепленного на балке б. Длина волны источни-ка света равна длине волны на резонансной кривой спектральной характеристики материала фотоприемника в точке ее максимальной крутизны (см. фиг.2). В зависимости от типа используемого полупроводника она выбйра:ется в пределах Л К (0,351,2) где К - коэффициент размерности, равный 1,24 мкэВ, а Е - табличная величина ширины запрещенной зоны или энергии ионизации фотоприемника соответственно. Устройство работает следующим образом. При подключении выводов 3 к источнику ЭДС по фотоприемнику 2 протркает ток g, соответствующий выбранному значению длины волны Д, источника 1 света на спектральной характеристике фотоприемника 2.

При воздействии измеряемого усилия Р полупроводниковые пластина 4 и фоточувствительный слой 5 деформируются, спектральная характеристика фотоприемника смещается и величина проходящего Через него тока изменяется (кривая а на фиг.2). .

Изменение протека:юп1его тока U является мерой измеряемого усилия Р.

Так как крутизна резонансной кривой спектральной характеристики полупроводникового фотоприемника больше, чем коэффициент фотоупругости, чувствительность тензофотопреобразователя также больше.. Для сравнения на фиг.2 приведена криваясз изменения тока через фотоприемник извесного фотоупругого динамометра.

Наибольший эффект достигается в том случае, когда длина волны не- . точника света соответствует максимальной крутизне резонансной кривой фотоприемника.

Формула изобретения

, Тензофотопреобразователь, содержащий упругий элемент, оптически связанный с источником монохроматического света., о. тличающи-йс я тем,что,с целью повышения чувствительности, упругий элемент выполнен в виде полупроводникового фотоприемника, а длина волны источника света выбрана в пределах к(0,351,2)К, где Е - ширина запрещенной зоны материала фотоприемника или

5 энерзрия ионизации его примесного состояния (эВ), К - коэффициент размерности, равной 1,24 мкэВ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 Авторское свидетельство СССР 522425, кл. G 01 L 1/24, 1973.

2. Патент ФРГ № 2510545, кл, G 01 L 1/24, 1974 (прототип).