SU1136010A1 - Пьезооптический измеритель деформаций - Google Patents

Abstract

ПЬЕЗООПТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ .ДЕФОРМАЦИЙ, содержащий опорные платы , элемент из фотоупругого материала , пол ризационно-оптический преобразов.атель, включающий фотоприемник , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  динамических деформаций путем исключени  температурных погрешнос0 тай, в измеритель деформаций введены два вспомогательных стержн , установлунных между элементом из фотоупруго-; го материала и опорной платой, при этом один из стержней установлен перпендикул рно оси нагруженн  по диагонали ромба, стороны которого образованы упругими пластинами, концы упругих пластин, образующие одну из вершин ромба, присоединены к опорной плате, а образуюв(ие противоположную вершину, - к концу второго вспомогательного стержн , установленного по оси нагружени  и контактирующего с элементом из фотоупругого MafepHana, стержни снабжены средствами нагрева, подключенными дифференциально к выходу усилител , ,а к входузтого усилител  подключен фотоприемник. Слд О)

Description

1 Изобретение относитс  к измерител ной технике и может быть использовано дл  измерени  сейсмических и вибрационных деформаций машин и сооружений. . Известен пьезооптический измеритель деформаций, содержащий опорные платы, элемент из фотоупругого материала и пол ризационно-оптический преобразователь деформации упругого элемента в электрический сигнал, вкл чающий фотоприемник ll. Недостатком известного пъезооптического измерител  деформаций  вл ет с  то, что, вследствие разности коэф фициентов температурного расширени  , фотоупругого материала и материала испытуемого объекта, он обладает большой температурной погрешностью, что не позвол ет определ ть динамические деформации пор дка 10 Цель изобретени  - -повышение точности измерени  динамических деформаций путем исключени  температурных погрешностей. Поставленна  цель достигаетс  тем что в пьезооптический измеритель деформаций, содержащий опорные элемент из фотоупругого материала, пол ризационно-оптический преобразователь , включающий фотоприемник, введены два вспомогательных стержн , установленных между элементом из фотоупругого материала и опорной платой , при этом один из стержней установлен перпендикул рно оси нагружени  по диагонали ромба, стороны кото рого образованы упругими пластинами, концы упругих пластин, образующие од ну из вершин ромба, присоединены к опорной плате, а образующие противоположную вершину - к концу второго вспомогательного стержн , установленного по оси нагружени  и контакти рующего с элементом из фотоупругого материала, стержни снабжены средст™ вами нагрева, подключенными дифференциально к выходу усилител , а к входу усилител  подключен фотоприемник . На фиг. I приведен пьезоэлектри ,ческий измеритель деформаций, общий вид; на фиг. 2 - пол ризационнооптический преобразователь; на фиг. 3 - электрическа  схема включе ни . Устройство содержит, опорные платы 1 и 2, св занные между собой 10 соединительными элементами 3, имеющими поперечные утоньшенные участки 4. Между элементом 5 из фотоупругого материала и опорной платой установлены вспомогательные стержни. 6 и 7, причем стержень 7 установлен перпендикул рно оси нагружени  по диагонали ромба, образованного упругими пластинами 8 и 9, Концы упругих .пластин 9, образу ощие одну из вершин ромба, присоединены к опорной плате 1, а концы опорных пластин 8, образующие вторую вершину ромба, присоединены к концу вспомогательного стержн  6, установленного по оси нагружени  и контактирующего с элементом.5. Вспомогательные стержни содержат средства 10 и 11 нагрева, подкгеоченные дифференциально к выходу усилител  12, к входу которого подключен Фотоприемник 13 и нагрузочный резистор 14. Пол ризационно-оптический преобразователь (,фиг. 2) содержит последовательно расположенные источник 15 света, например, светодиод, пол ризатор 16, фазовую четвертьволновую пластинку 17, элемент 5 из фотоупругого материала, анализатор 18 и фотоприемник 13, например, фотодиод. Устройство содержит также регистратор 19 (фиг. 3), соединенный с резистором 14 через разделительный конденсатор 20. Пьезооптический измеритель деформаций работает следующим образом. Опорные платы 1 и 2 прикрепл ютс  к испытываемому объекту, при деформировании которого будет измен тьс  величина деформации элемента 5, что приведет к изменению величины светового потока, падающего на фотоприемник 13, и соответственно, к изменению сигнала на выходе фотоприемника по синусои,цальному закону в зависимости от величины деформации. Передаточна  характеристика усилител  1 2 выбираетс  таким образом, чтобы при нахождении рабочей точки пол ризационно-оптического преобразовател  на середине восход щего (или ниспадающего ) участка на средствах 10 и 1 нагрева было одинаковое напр жение . Динамические деформации испытываемого объекта не привод т к изменению температуры вспомогательных стержней 6 и 7 в силу инерциальности тепловых процессов. Изменение Э температуры окружающей среды приводит к смещению рабочей точки пол ризационно-оптнческого преобразовател  в силу разности коэффициентов температурного расщирени  материа1ЛОВ испытьшаемого объекта и конструк тивных элементов йьезооптического измерител  деформаций. При этом напр жение на средствах 10 и 11 нагрева изменитс , что приведет к изменению температуры вспомогательных стержней 6 и 7 и, соответственно, их длины. Причем, изменение длины стержн  6 приводит к изменению общей длины компенсатора температурных деформаций, состо щего из стержней 6 и 7 и упругих пластин 8 и 9, с тем же знаком, а изменение длины стерж н  7 - с противоположным знаком. Таким образом, при включении электрической цепи предлагаемого устройства 10Л рабоча  точка пол ризационно-хэптического преобразовател  автоматически устанавливаетс  на середине восход щего или ниспадающего участка выходной характеристики в зависимости от типа используемого усилител  12 (инвертирующий, или неинвертирующий )- и пор дка подключени  .средств 10 и 11 нагрева. Переменна  составл юща  сигнала фотоприемника, пропорциональна  величине динамической деформации испытуемого объекта через разделительный конденсатор 20 поступает на регистратор 19. Предлагаемый пьезооптический измеритель деформаций позвол ет измер ть динамические деформации испытываемого объекта до величин пор дка исключить вли ние изменени  температуры окружающей среды на точность измерений.

Фиг.З

Claims (1)

1. ПЬЕЗООПТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДЕФОРМАЦИЙ, содержащий опорные платы, элемент из фотоупругого материала, поляризационно-оптический преобразователь, включающий фотоприемник, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изме рения динамических деформаций путем исключения температурных погрешнос-

   Гф-р^ тей, в измеритель деформаций введены два вспомогательных стержня, установленных между элементом из фотоупруго-; го материала и опорной платой, при и* этом один из стержней установлен перпендикулярно оси нагружения по диагонали ромба; стороны которого образованы упругими пластинами, концы упругих пластин, образующие одну из вершин ромба, присоединены к опорной плате, а образующие противоположную вершину, - к концу второго вспомогательного стержня, установленного по оси нагружения и контактирующего с элементом из фотоупругого материала, стержни снабжены g средствами нагрева, подключенными | дифференциально к выходу усилителя, 1^ а к входу'’этого усилителя подключен Ь фотоприемник. 1^

   Фи, 1 >

   1 1136010