RU2109258C1 - Piezooptical meter of mechanical values - Google Patents

Piezooptical meter of mechanical values Download PDF

Info

Publication number
RU2109258C1
RU2109258C1 RU96101979A RU96101979A RU2109258C1 RU 2109258 C1 RU2109258 C1 RU 2109258C1 RU 96101979 A RU96101979 A RU 96101979A RU 96101979 A RU96101979 A RU 96101979A RU 2109258 C1 RU2109258 C1 RU 2109258C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
converter
analog
output
comparator
digital
Prior art date
Application number
RU96101979A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96101979A (en
Inventor
А.В. Адушкин
В.Л. Головкин
А.И. Гончаров
А.А. Спивак
Original Assignee
Институт динамики геосфер РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт динамики геосфер РАН filed Critical Институт динамики геосфер РАН
Priority to RU96101979A priority Critical patent/RU2109258C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2109258C1 publication Critical patent/RU2109258C1/en
Publication of RU96101979A publication Critical patent/RU96101979A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: meter has light source, polarizer, photoflexible sensing element, two phase plates, analyzer, amplifier, two photoreceivers connected differentially to amplifier, two comparators and analog-to-digital converter, digital-to-analog converter the inputs of which are connected to outputs of analog-to-digital converter, voltage-to-current converter connected to output of digital-to-analog converter, current-to-force magnetoelectric transducer, force summing lever with area for application of measured value to it. Force summing lever is hinge-connected at one point, at another point it is brought in contact with photoflexible element, and at third point it is connected to coil of magnetoelectric transducer. Coil is connected to output of voltage-to-current converter. Analog-to-digital converter is made as reversible counter, the inputs of which are connected to outputs of comparators. Noninverting input of first comparator and inverting input of second comparator are connected to amplifier output, and the other input of each comparator is connected to reference voltage source of its own. EFFECT: higher measurement results. 3 dwg ЫЫЫ1

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться для измерений силы, давления, ускорения, перемещений и т.п. The invention relates to measuring equipment and can be used to measure force, pressure, acceleration, displacements, etc.

Известны пьезооптические измерители механических величин, содержащие источник света, поляризатор, фотоупругий чувствительный элемент, фазовые пластинки, анализатор, фотоприемники и усилитель [1]. Недостатком этих измерителей является узость динамического диапазона измерений, так как они работают лишь на первом участке характеристики преобразования силы в электрическое напряжение, поскольку переход на второй, третий и т.д. участки сопровождается неоднозначностью отсчетом. Второй недостаток этих измерителей заключается в нестабильности (дрейфе, ползучести) показаний из-за текучести клеевого слоя крепления фотоупругого элемента. Текучесть клеевого слоя и обуславливаемая ею ползучесть показаний измерителя тем больше, чем больше измеряется сила и ее изменения [2]. Known piezoelectric meters of mechanical quantities containing a light source, a polarizer, a photoelastic sensor, phase plates, an analyzer, photodetectors and an amplifier [1]. The disadvantage of these meters is the narrowness of the dynamic range of measurements, since they work only in the first section of the characteristics of the conversion of force to electric voltage, since the transition to the second, third, etc. sections accompanied by an ambiguity countdown. The second disadvantage of these meters is the instability (drift, creep) of the readings due to the fluidity of the adhesive layer of the fastening of the photoelastic element. The fluidity of the adhesive layer and the creep of the meter readings caused by it, the greater, the more the force and its changes are measured [2].

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является пьезооптический измеритель механических величин, содержащий последовательно расположенные и оптически сопряженные источник света, поляризатор, фотоупругий чувствительный элемент, фазовые пластинки, анализатор, фотоприемники, усилители, компараторы, формирователь треугольного напряжения и аналого-цифровой преобразователь [3] . Этому измерителю также присущ недостаток, состоящий в нестабильности показаний типа "ползучесть" из-за текучести клеевого крепления фотоупругого чувствительного элемента. Кроме того, этот измеритель обладает недостаточно точной характеристикой преобразования из-за погрешностей формирования треугольного напряжения. Closest to the proposed technical essence is a piezo-optical meter of mechanical quantities, containing sequentially located and optically conjugated light sources, a polarizer, a photoelastic sensor, phase plates, an analyzer, photodetectors, amplifiers, comparators, a triangular voltage driver and an analog-to-digital converter [3] . This meter also has the disadvantage of instability of creep type indications due to the fluidity of the adhesive fastening of the photoelastic sensing element. In addition, this meter has an insufficiently accurate conversion characteristic due to errors in the formation of a triangular voltage.

Целью изобретения является повышение точности за счет снижения ползучести показаний измерителя. The aim of the invention is to improve accuracy by reducing the creep of the meter.

Сущность изобретения состоит в том, что в пьезооптический измеритель механических величин, содержащий последовательно расположенные и оптически сопряженные источник света, поляризатор, фотоупругий чувствительный элемент, две фазовые пластинки, анализатор, усилитель, два фотоприемника, дифференциально подключенные к усилителю, а также два компаратора и аналого-цифровой преобразователь, введены цифроаналоговый преобразователь, разрядные входы которого соединены с разрядными выходами аналого-цифрового преобразователя, преобразователь электрического напряжения в ток, присоединенный входом к выходу цифроаналогового преобразователя, магнитоэлектрический преобразователь тока в силу, постоянный магнит которого закреплен неподвижно, силосуммирующий рычаг с площадкой, подготовленной для приложения к ней измеряемой величины, шарнирно закрепленный в одной точке, в другой точке приведенный в контакт с фотоупругим элементом, а в третьей точке скрепленный с катушкой магнитоэлектрического преобразователя, которая подключена к выходу преобразователя напряжения в ток, причем аналого-цифровой преобразователь выполнен в виде реверсивного счетчика, вход прямого счета которого соединен с выходом первого компаратора, а вход обратного счета соединен с выходом второго компаратора и при этом неинвертирующий вход первого компаратора и инвертирующий вход второго компаратора подключены к выходу усилителя, а инвертирующий вход первого и неинвертирующий вход второго компараторов соединены каждый со своим источником опорного напряжения. The essence of the invention lies in the fact that in a piezoelectric meter of mechanical quantities, containing sequentially located and optically conjugated light source, a polarizer, a photoelastic sensing element, two phase plates, an analyzer, an amplifier, two photodetectors differentially connected to the amplifier, as well as two comparators and analog -digit converter, a digital-to-analog converter is introduced, the bit inputs of which are connected to the bit outputs of the analog-to-digital converter, the converter For electric voltage to the current connected to the input of the digital-to-analog converter output, a magnetoelectric current converter into force, a permanent magnet of which is fixed motionless, a force-summing arm with a pad prepared for application of a measurand to it, articulated at one point, brought into contact at another point with a photoelastic element, and at a third point fastened to a magnetoelectric transducer coil, which is connected to the output of the voltage-to-current converter, at The analog-to-digital converter is made in the form of a reversible counter, the direct counting input of which is connected to the output of the first comparator, and the counting input is connected to the output of the second comparator, while the non-inverting input of the first comparator and the inverting input of the second comparator are connected to the output of the amplifier, and the inverting input the first and non-inverting inputs of the second comparators are each connected to its own voltage reference source.

Технический результат изобретения состоит в повышении точности измерителя за счет уменьшения нестабильности типа "ползучесть" его показаний, что достигается путем многократного уменьшения силы Nx, воздействующей на фотоупругий чувствительный элемент и крепящий его клеевой слой: эта сила равна в предлагаемом измерителе на всей внешней измеряемой силе N (как в прототипе), а разности Nx=N-Nос, где Nос≈I есть сила на выходе цепи обратной связи, а именно на выходе магнитоэлектрического преобразователя тока в силу, т.е. сила, развиваемая катушкой в магнитном поле магнита при протекании по ней тока I, пропорционального выходному напряжению цифроаналогового преобразователя. Вследствие снижения силы Nx (по сравнению с N) уменьшается нагрузка на клеевой слой крепления фотоупругого элемента и перепады этой нагрузки, а значит и ползучесть клеевого слоя и измерителя в целом. По сравнению с аналогами типа [1] исключается неоднозначность отчетов.The technical result of the invention is to increase the accuracy of the meter by reducing the instability of the type of "creep" of his readings, which is achieved by repeatedly reducing the force N x acting on the photoelastic sensitive element and the adhesive layer fastening it: this force is equal in the proposed meter on the entire external measured force N (in the prototype), and the difference N x = NN wasps, wasps ≈I where N is the power at the output of the feedback circuit, namely the output current in the power of the magnetoelectric transducer, i.e. the force developed by the coil in the magnetic field of the magnet when a current I flows through it, proportional to the output voltage of the digital-to-analog converter. Due to the decrease in the force N x (compared to N), the load on the adhesive layer of the fastening of the photoelastic element and the differences in this load are reduced, and hence the creep of the adhesive layer and the meter as a whole. Compared with counterparts of type [1], the ambiguity of reports is eliminated.

Достижение этого технического результата обеспечивается всей совокупностью существенных признаков. The achievement of this technical result is provided by the totality of essential features.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого измерителя; на фиг. 1 - диаграммы, поясняющие работу измерителя; на фиг. 3 - один из возможных вариантов схемы преобразователя электрического напряжения в ток. In FIG. 1 shows a diagram of the proposed meter; in FIG. 1 - diagrams explaining the operation of the meter; in FIG. 3 - one of the possible options for the converter of electric voltage to current.

Пьезооптический измеритель (фиг. 1) состоит из последовательно расположенных и оптически сопряженных источника света 1, поляризатора 2, фотоупругого чувствительного элемента 3 (например, кристалла фосфида галлия в форме призмы), приклеенного к неподвижному основанию 4, двух четвертьволновых фазовых пластинок 5 и 6, анализатора 7, усилителя 8, фотоприемников 9 10, дифференциально подключенных к входам усилителя 8, двух компараторов 11 и 12, аналого-цифрового преобразователя 13, выполненного в виде реверсивного счетчика, вход 14 прямого счета которого подключен к выходу первого компаратора 11, а вход 15 обратного счета которого подключен к выходу второго компаратора 12, цифроаналогового компаратора 16, разрядные входы которого соединены с разрядными выходами аналого-цифрового преобразователя 13, преобразователя 17 электрического напряжения в ток, присоединенного входом к выходу цифроаналогового преобразователя 16, магнитоэлектрического преобразователя тока в силу, включающего постоянный магнит 18, который закреплен неподвижно, и катушку 19, подсоединенную у выходу преобразователя напряжения в ток 17, силосуммирующий рычаг 20 с площадкой 21, подготовленной для приложения к ней измеряемой величины, например силы N, шарнирно закрепленный в одной точке (например, левым концом, как на фиг. 1), в другой точке (например, под площадкой 21) приведенный в контакт с фотоупругим элементом, а в третьей точке (например, правым концом) скрепленный с катушкой 19 (или ее каркасом) магнитоэлектрического преобразователя, причем неинвертирующий вход первого компаратора 11 и инвертирующий вход второго компаратора 12 присоединены к выходу усилителя 8, инвертирующий вход первого компаратора 11 и неинвертирующий вход второго компаратора 12 присоединены каждый к одному из источников 22 и 23 опорных напряжений. Оптические оси четвертьволновых пластин 5 и 6 ориентированы так, что пластина 5 увеличивает, а пластина 6 уменьшает разность фаз проходящих через них лучей на π/2. . Оптические оси поляризатора 2 и анализатора 7 скрещены. В состав измерителя может быть включен сумматор 24 электрических напряжений, один вход которого присоединяется к выходу цифроаналогового преобразователя 16, а другой вход подключается в дополнительному источнику 25 напряжения смещения, а выход сумматора подключается к входу преобразователя 17 напряжения в ток. The piezoelectric meter (Fig. 1) consists of sequentially located and optically conjugated light source 1, a polarizer 2, a photoelastic sensing element 3 (for example, a gallium phosphide crystal in the form of a prism) glued to a fixed base 4, two quarter-wave phase plates 5 and 6, analyzer 7, amplifier 8, photodetectors 9 10, differentially connected to the inputs of amplifier 8, two comparators 11 and 12, analog-to-digital Converter 13, made in the form of a reversible counter, input 14 direct count which connected to the output of the first comparator 11, and a countdown input 15 of which is connected to the output of the second comparator 12, a digital-to-analog comparator 16, the bit inputs of which are connected to the bit outputs of the analog-to-digital converter 13, the voltage-to-current converter 17, connected to the output of the digital-to-analog converter 16, a magnetoelectric current transducer in force, comprising a permanent magnet 18 that is fixedly mounted, and a coil 19 connected at the output of the voltage transducer voltage into the current 17, the silo-summing lever 20 with the platform 21, prepared for the application of a measurable quantity, for example, the force N, pivotally fixed at one point (for example, the left end, as in FIG. 1), at another point (for example, under platform 21) brought into contact with the photoelastic element, and at the third point (for example, the right end) fastened to the coil 19 (or its frame) of the magnetoelectric transducer, the non-inverting input of the first comparator 11 and inverting the input of the second comparator 12 is connected to the output of the amplifier 8, the inverting input of the first comparator 11 and the non-inverting input of the second comparator 12 are each connected to one of the voltage sources 22 and 23. The optical axes of the quarter-wave plates 5 and 6 are oriented so that the plate 5 increases, and the plate 6 reduces the phase difference of the rays passing through them by π / 2. . The optical axis of the polarizer 2 and the analyzer 7 are crossed. The composition of the meter may include an adder 24 of electrical voltages, one input of which is connected to the output of the digital-to-analog converter 16, and the other input is connected to an additional bias voltage source 25, and the output of the adder is connected to the input of the voltage-to-current converter 17.

Пъезооптический измеритель механических величин работает следующим образом. The piezoelectric measuring device of mechanical quantities works as follows.

Согласно схеме фиг. 1 и формуле рычага второго рода на фотоупругий элемент 3 рычаг 21 передает силу

Figure 00000002
,
где
Figure 00000003
; I - длина рычага; I1 - расстояние от оси шарнирного закрепления рычага до точки приложения измеряемой силы N и контакта рычага с фотоупругим элементом. При отключенной обратной связи, например, отключением катушки 19 от входа преобразователя 17, Nx представляет собой только измеряемую силу N.According to the circuit of FIG. 1 and the formula of the lever of the second kind on the photoelastic element 3, the lever 21 transmits the force
Figure 00000002
,
Where
Figure 00000003
; I is the length of the lever; I 1 is the distance from the axis of articulation of the lever to the point of application of the measured force N and the contact of the lever with the photoelastic element. When feedback is disabled, for example, by disconnecting the coil 19 from the input of the transducer 17, N x represents only the measured force N.

Под действием силы Nx фотоупругий элемент 3 деформируется и приобретает анизотропию в отношении распространения в нем света.Under the action of the force N x, the photoelastic element 3 is deformed and acquires anisotropy with respect to the propagation of light in it.

Свет от источника 1 проходит поляризатор 2 и линейно поляризованным падает на фотоупругий элемент 3 под некоторым углом к направлению одноосного напряжения в нем. В фотоупругом элементе 3 световая волна распадается на две составляющие, между которыми вследствие эффекта двойного лучепреломления [4] возникает разность фаз (см.(1) в [1] на с. 45 и (4.5) и [4] на с. 123)
Δα = 2πΔnt/λ = 2πRεt/λ,
где
Δn -n1-n11, n1 и n11 - коэффициент преломления составляющих световой волны соответственно перпендикулярной и параллельной деформации элемента 3 под действием одноосного напряжения: t - длина хода лучей в элементе 3: λ - длина волны света: R - константа оптической системы: ε -деформация элемента 3. Таким образом, упругая деформация элемента 3 приводит к фазовой модуляции поляризованного света.
The light from the source 1 passes through the polarizer 2 and linearly polarized falls on the photoelastic element 3 at an angle to the direction of the uniaxial voltage in it. In a photoelastic element 3, a light wave splits into two components, between which, due to the birefringence effect [4], a phase difference arises (see (1) in [1] on page 45 and (4.5) and [4] on page 123)
Δα = 2πΔnt / λ = 2πRεt / λ,
Where
Δn -n 1 -n 11 , n 1 and n 11 is the refractive index of the components of the light wave, respectively, perpendicular and parallel to the deformation of element 3 under uniaxial stress: t is the path length of the rays in element 3: λ is the wavelength of light: R is the optical constant system: ε -deformation of element 3. Thus, the elastic deformation of element 3 leads to phase modulation of polarized light.

Четверть волновая пластина 5 увеличивает разность фаз Δα на π/2, , а пластина 6 уменьшает Δα на угол π/2. . The quarter wave plate 5 increases the phase difference Δα by π / 2, and the plate 6 reduces Δα by the angle π / 2. .

Анализатор 7 выделяет из оптического излучения составляющие, колеблющиеся в плоскости пропускания анализатора. В результате интерференции этих составляющих интенсивность излучения после анализатора изменяется, т.е. фазовая модуляция оказывается преобразованной в амплитудную. При изменении силы Nx и величины Δα интенсивности лучей света, попадающих на фотоприемники 9 и 10, изменяются на одинаковые величины, но с противоположными знаками, что проводит к равным, но противоположным по знаку изменениям фотоЭДС фотоприемников. Усилитель 8 усиливает дифференциальные составляющие этих изменений и на его выходе
Uвых= KU0sinΔα = KU0sinkε, (1) ,
где
K и Uо - константы системы.
The analyzer 7 extracts from the optical radiation components that oscillate in the transmission plane of the analyzer. As a result of the interference of these components, the radiation intensity after the analyzer changes, i.e. phase modulation is converted to amplitude. With a change in the force N x and Δα, the intensities of the light rays incident on the photodetectors 9 and 10 change by the same values, but with opposite signs, which leads to equal but opposite sign changes in the photo emf of the photodetectors. Amplifier 8 amplifies the differential components of these changes and at its output
U = KU O 0 0 sinΔα = KU sinkε, (1),
Where
K and U о are the constants of the system.

На линейном участке функции преобразования (1) выполняется
Uвых= KU0Δα = KU0kε = KU0mΔNx
где
ΔNx - приращение силы; m - константа; на этом линейном участке чувствительность измерителя к ΔNx максимальна.
On the linear section of the transformation function (1) is performed
U o = KU 0 Δα = KU 0 kε = KU 0 mΔN x
Where
ΔN x is the increment of force; m is a constant; in this linear section, the sensitivity of the meter to ΔN x is maximum.

При замкнутой обратной связи сила

Figure 00000004
, создаваемая катушкой 19 вследствие взаимодействия тока в ней с полем магнита 18, отслеживает изменение измеряемой силы N (фиг. 2, а). При этом сила Nx , воздействующая на фотоупругий элемент 3, изменяется как показано на фиг. 2, б. Формирование ступенек (квантов) NΔ силы обратной связи осуществляется цифроаналоговым преобразователем 16, преобразователем напряжения в ток 17 и магнитоэлектрическим преобразователем 18-19 по сигналам компараторов 11 (фиг. 2, в) и компаратора 12 (фиг. 2, г), соответственно увеличивающим и уменьшающим число в реверсивном счетчике (аналого-цифровом преобразователе) 13. Уровня силы NП1 и NП на фиг. 2, в, г соответствуют опорные напряжения UП1 и UП2 источников 22 и 23 соответственно, согласованные с диапазоном рабочих напряжений Uвых усилителя 8. Срабатывание компаратора 12 в момент включения системы или приложения к рычагу 20 измеряемой силы N не приводит к ложному формированию кванта - NΔ , так как реверсивный счетчик 13 при этом пуст и не реагирует на сигнал обратного счета (вычитания).With closed feedback, the force
Figure 00000004
created by the coil 19 due to the interaction of the current in it with the field of the magnet 18, monitors the change in the measured force N (Fig. 2, a). In this case, the force N x acting on the photoelastic element 3 changes as shown in FIG. 2, b. The formation of steps (quanta) N Δ of the feedback force is carried out by a digital-to-analog converter 16, a voltage to current converter 17, and a magnetoelectric converter 18-19 according to the signals of comparators 11 (Fig. 2, c) and comparator 12 (Fig. 2, d), respectively increasing and decreasing the number in the reversible counter (analog-to-digital converter) 13. The power level N P1 and N P in FIG. 2, c, d correspond to the reference voltages U P1 and U P2 of sources 22 and 23, respectively, consistent with the operating voltage range U of the output amplifier 8. The operation of the comparator 12 when the system is turned on or the measured force N is applied to the lever 20 does not lead to false quantum formation - N Δ , since the reverse counter 13 is empty and does not respond to the signal of the countdown (subtraction).

Для смещения рабочей точки измерителя в область характеристики преобразования (1) с максимальной крутизной и чувствительностью через цепь обратной связи может быть задана на фотоупругий элемент 3 сила смещения Nсм, определяемая напряжением Eсм источника 25. Использование смещения позволяет также удерживать фотоупругий элемент в фиксированном положении без его приклеивания к основанию 4, т.е. полностью исключить источник нестабильности типа "ползучесть".To offset the operating point of the meter to the region of the conversion characteristic (1) with maximum slope and sensitivity, a bias force N cm , determined by the voltage E cm of the source 25, can be set on the photoelastic element 3 through the feedback loop. Using the bias also allows you to hold the photoelastic element in a fixed position without gluing it to the base 4, i.e. completely eliminate the source of instability such as creep.

Как видно из фиг. 2,б, сила Nx, воздействующая на чувствительный элемент 3 (и клеевой слой, если элемент 3 все же приклеивается) может быть сделана (выбором величин кванта NΔ и порога NП1 весьма малой - гораздо меньше перепада значений измеряемой силы N, чем обеспечивается снижение "ползучести" клеевого слоя и измерителя в целом.As can be seen from FIG. 2b, the force N x acting on the sensitive element 3 (and the adhesive layer, if the element 3 is still glued) can be made (by choosing the values of the quantum N Δ and the threshold N П1 very small - there is much less difference in the measured force N than provides a decrease in "creep" of the adhesive layer and the meter as a whole.

Схемотехнические варианты выполнения преобразователя электрического напряжения в ток 17 описаны в литературе, например [5], ст. 186-188, рис. 6.6, табл. 6.1; [6], с.377, рис. 11.8, а, (воспроизведен на фиг.3), с. 380, рис. 11.9, б. В схеме, показанной на фиг.3, отрицательная обратная связь через резистор Rо поддерживает ток I в нагрузке RН строго пропорциональным входному напряжению U, причем при выполнении условия

Figure 00000005
,
как показано в [6], ток не зависит от величины RН и определяется величинами резисторов
I = UR0/R1R3 .Circuitry embodiments of the Converter of electrical voltage to current 17 are described in the literature, for example [5], Art. 186-188, fig. 6.6, tab. 6.1; [6], p. 377, fig. 11.8, a, (reproduced in FIG. 3), p. 380, fig. 11.9, b. In the circuit shown in figure 3, the negative feedback through the resistor R about maintains the current I in the load R N is strictly proportional to the input voltage U, and when the condition
Figure 00000005
,
as shown in [6], the current does not depend on the value of R N and is determined by the values of the resistors
I = UR 0 / R 1 R 3 .

Источники принятые
1. Слезингер И.И. Пьезооптические измерительные преобразователи. Измерительная техника, N11, 1985, с.46, рис.1а.
Sources accepted
1. Slezinger II Piezoelectric transducers. Measuring equipment, N11, 1985, p. 46, fig. 1a.

2. Серьезнов А.Н. Испытания авиационных конструкций на прочность. - М.: Машиностроение, 1976. 2. Serious A. Strength tests of aircraft structures. - M.: Mechanical Engineering, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР N 1446496 А1, кл. G 01 L 1/24, 1988. 3. Copyright certificate of the USSR N 1446496 A1, cl. G 01 L 1/24, 1988.

4. Фрохт М.М. Фотоупругость. т.1. М.-Л., ОГИЗ, 1948. 4. Frocht M.M. Photoelasticity. t. 1. M.-L., OGIZ, 1948.

5. Алексенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых микросхем. -М.: Радио и связь, 1985. 5. Aleksenko A.G., Colombet E.A., Starodub G.I. The use of precision analog microcircuits. -M .: Radio and communications, 1985.

6. Алексенко А. Г. Шагурин И.И. Микросхемотехника. -М.: Радио и связь. 1982. 6. Aleksenko A. G. Shagurin I.I. Microcircuitry. -M.: Radio and communication. 1982.

Claims (1)

Пьезооптический измеритель механических величин, содержащий последовательно расположенные и оптически сопряженные источник света, поляризатор, фотоупругий чувствительный элемент, две фазовые пластинки, анализатор, усилитель, два фотоприемника, дифференциально подключенные в усилителю, а также два компаратора и аналого-цифровой преобразователь, отличающийся тем, что в него введены цифроаналоговый преобразователь, разрядные входы которого соединены с разрядными выходами аналого-цифрового преобразователя, преобразователь электрического напряжения в ток, присоединенный входом к выходу цифроаналогового преобразователя, магнитоэлектрический преобразователь тока в силу, постоянный магнит которого закреплен неподвижно, силосуммирующий рычаг с площадкой, подготовленной для приложения к ней измеряемой величины, шарнирно закрепленный в одной точке, в другой точке приведенный в контакт с фотоупругим элементом, а в третьей точке скрепленный с катушкой магнитоэлектрического преобразователя, которая подключена к выходу преобразователя напряжения в ток, причем аналого-цифровой преобразователь выполнен в виде реверсивного счетчика, вход прямого счета которого соединен с выходом первого компаратора, а вход обратного счета - с выходом второго компаратора, и при этом неинвертирующий вход первого компаратора и инвертирующий вход второго компаратора подключены к выходу усилителя, а инвертирующий вход первого и неинвертирующий вход второго компараторов соединены каждый со своим источником опорного напряжения. A piezoelectric mechanical quantity meter containing a sequentially located and optically conjugated light source, a polarizer, a photoelastic sensor, two phase plates, an analyzer, an amplifier, two photodetectors differentially connected to the amplifier, as well as two comparators and an analog-to-digital converter, characterized in that a digital-to-analog converter is introduced into it, the bit inputs of which are connected to the bit outputs of the analog-to-digital converter, the converter is electrically voltage to current connected to the input of the output of the digital-to-analog converter, a magnetoelectric current converter into force, a permanent magnet of which is fixed motionless, a force-summing arm with a pad prepared for application of a measurable quantity, articulated at one point, brought into contact with another photoelastic element, and at a third point bonded to the coil of the magnetoelectric transducer, which is connected to the output of the voltage to current transducer, and analog The front-end converter is made in the form of a reversible counter, the input of the direct count of which is connected to the output of the first comparator, and the input of the countdown to the output of the second comparator, while the non-inverting input of the first comparator and the inverting input of the second comparator are connected to the output of the amplifier, and the inverting input of the first and non-inverting input of the second comparators are each connected to its own source of reference voltage.
RU96101979A 1996-02-01 1996-02-01 Piezooptical meter of mechanical values RU2109258C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96101979A RU2109258C1 (en) 1996-02-01 1996-02-01 Piezooptical meter of mechanical values

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96101979A RU2109258C1 (en) 1996-02-01 1996-02-01 Piezooptical meter of mechanical values

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2109258C1 true RU2109258C1 (en) 1998-04-20
RU96101979A RU96101979A (en) 1998-07-10

Family

ID=20176444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96101979A RU2109258C1 (en) 1996-02-01 1996-02-01 Piezooptical meter of mechanical values

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2109258C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2565856C1 (en) * 2014-07-08 2015-10-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Фирма Подий" Piezooptic converter signal processing device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Слезингер И.И. Пьезооптические измерительные преобразователи. - Измерительная техника, N 11, 1985, с. 46, рис. 1а. Серьезнов А.Н. Испытания авиационных конструкций на прочность. - М.: Машиностроение, 1976. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2565856C1 (en) * 2014-07-08 2015-10-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Фирма Подий" Piezooptic converter signal processing device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6122415A (en) In-line electro-optic voltage sensor
US6301400B1 (en) Fiber optic current sensor having rotation immunity
US4899042A (en) Integrated optic field sensor consisting of an interferometer formed in substrate
Medlock Review of modulating techniques for fibre optic sensors
JPH0123067B2 (en)
US6285182B1 (en) Electro-optic voltage sensor
JP4127413B2 (en) Method and apparatus for measuring voltage
US4454418A (en) Integrated optics transducer
CN110940443B (en) Mechanical sensor based on lead lanthanum zirconate titanate transparent ceramic giant photoelastic effect
RU2109258C1 (en) Piezooptical meter of mechanical values
Uttam et al. Interferometric optical fibre strain measurement
CN110631746A (en) Pressure detection assembly, detection method and terminal
JP3357734B2 (en) Optical sensor
Maurya et al. Design and analysis of an electro-optic type pressure transmitter using bellows as primary sensor
JPS6285817A (en) Optical fiber inspection device
SU1446496A1 (en) Piezooptical device for measuring mechanical values
SU759871A1 (en) Piezooptical measuring transdicer
RU2748305C1 (en) Fiber-optic sensor of magnetic field and electric current
JPS61193034A (en) Light applying measuring instrument
SU864028A1 (en) Piezooptic measuring device
SU808946A1 (en) Resistance variation meter
SU549695A1 (en) Load device
Yang et al. Digital measuring scheme for half-wave voltage of Y-tap multiple integrated optical circuit
RU2010236C1 (en) Device for graduation of means measuring angular parameters of motion
JP3516174B2 (en) Physical quantity detector