SU566150A1

SU566150A1 - Dylatometric temperature sensor

Info

Publication number: SU566150A1
Application number: SU7301967355A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Ширяев; Георгий Миронович Белицкий; Юрий Васильевич Миронов
Original assignee: Институт Механики Московского Государственного Университета Имени М.В.Ломоносова
Priority date: 1973-10-31
Filing date: 1973-10-31
Publication date: 1977-07-25

Description

Предполагаемое изо6ретеш1е относитс к приборам , предназначе шым дл измерени текшературы .Estimated isodescience refers to instruments intended to measure the texture.

Известаы датчики те№1ературы дилатометрического типа, в которых разность Ternmepary-pH jix изменений размеров двух элементов меха1шчески преобразуетс в перемещеш е индикатора.The sensors of dilatometric type are known sensors, in which the difference Ternmepary-pH jix changes the size of the two elements of the mechanism is transformed into a moving indicator.

Однако указанные термометры имеют малую чувствительность, обусловлегтую лтлой ве;шщ1ной температурньк измене1шй размеров гувс1вительного злемента.However, these thermometers have a low sensitivity, due to the fact that they are thick, and the temperature of the various sizes of the sensor is variable.

Предлагаемый датчик температуры отличаетс от указанного тем, что с целью говышени чувствительности , преобразователь температурных напр жений чувствительного элемента в электрический сигнал выполнен в виде пол ризационно-оптической CMOTeMbrt например, в виде скрещенного пол рископа , а хот бы одна из деталей термочувствительного элемента вьшолнена из таердого прозрачного материала, например, из силикатного стекла и размещена в рабочей зоне пол рископа. Предлагаема конструкци отличаетс также тем, что применена двухканальна пол ризационно-оптическа система, фотоприемники которой включены дифференциально; и тем, что с целью возможносвт The proposed temperature sensor differs from that indicated by the fact that, in order to increase sensitivity, the temperature sensor transducer of the sensitive element into an electrical signal is made in the form of a polarization-optical CMOTEMbrt, for example, in the form of a crossed risk cell, and at least one of the parts of the thermal element is made of transparent material, for example, of silicate glass and placed in the working area of the risk floor. The proposed design also differs in that a two-channel polarization-optical system is used, the photodetectors of which are included differentially; and the fact that with the aim of possible

установки необходимого интервала измерений и упрощени рег л1фовки нул выхошгого сигнала, о.цна из деталей термочувствительного элемента снабжена устройством.setting the required measurement interval and simplifying the registration of the zero output signal, the signal from the details of the temperature-sensitive element is provided with a device.

На чертеже схематичес си изображено предлагаемое устройство.The drawing schematic shows the proposed device.

Шезооптачесю-ш термометр состоит из обоймы 1, изготовленной из твердого материала (например , дюралюлюни ), у которого коэффициент температурного расширени сильно отличаетс от коэффициента температурного расширени материала вставки 2, изготовленной, например, из силикатного стекла. Вставка 2, имеюща , например, форму параллелешшеда, имеет две прозрачные грани к вклеена двум другими гран ми в пр моугольное отверстие обоймы I. Напротив одной прозрачной грани расположен источник света 3, на пути излучени которого последовательно расположены пол ризатор 4, вставка 2, фазосдвигающа пластишса 5, анализатор 6, фотоприемник 7. Плоскости пол ризшщи пол ризатора 4и анализатора брасположены под углом 90° друг к другу и под углом 45° закрепленным гран м вставки 2. Фазова пластинка 5 создает разность хода лучей, равную четверти. дл71ны волны используемого. света. Угол между.A thermometer with a thermometer consists of a holder 1 made of a hard material (for example, duralumin), in which the coefficient of temperature expansion is very different from the coefficient of temperature expansion of the material of the insert 2, made for example of silicate glass. The insert 2, which has, for example, the shape of a parallel one, has two transparent edges glued by two other faces into the rectangular opening of the yoke I. Light source 3 is located opposite the transparent side, polarizer 4, insert 2, phase shifting plastissa 5, analyzer 6, photodetector 7. The planes of the polarizer polarizer 4i and the analyzer are located at an angle of 90 ° to each other and at an angle of 45 ° to the fixed face of insert 2. Phase plate 5 creates a path difference of the rays equal to a quarter . for the wave used. Sveta. The angle between.

на больший главным вектором фазосдвигающей пластинки и направлением пропускани пол ризатора составл ет 45,for a larger principal vector phase shift plate and polarizer transmission direction is 45,

Работает датчик температуры следующим образом . При те&шературе, соответствующей ненапр женному состо нию чувствительного элемента вставки (при которой, например, производилась полимеризаци кле , скрепл ющего вставку 2 и обойму ), отсутствуют изменени параметров пол ризации света при прохождении его сквозь вставку 2, Величина светового потока, приход щего к фотоприемнику 7 от историка света 3, в этом случае зависит только от взаимной ориентации плоскостей пол ризации пол ризатора 4, анализатора 6 и-фазосдвигающей пластины 5. При указанной выше ориентации этих деталей начальна точка рабочей характеристики выводитс на участок, обладающий наибольшей крутизной и линейностью.The temperature sensor works as follows. When & a sherature corresponding to the unstressed state of the sensitive element of the insert (which, for example, polymerization was used to fasten the insert 2 and the yoke), there are no changes in the polarization parameters of the light as it passes through the insert 2. to the photodetector 7 from the historian of light 3, in this case depends only on the relative orientation of the polarization planes of the polarizer 4, the analyzer 6 and the phase-shifting plate 5. At the above orientation of these parts, the initial The performance point is drawn to the section with the greatest steepness and linearity.

При изменении температуры обоймы 1.и вставки 2 в материале последней возникают значительные механические напр жени , которые привод т к возникновению разносга хода обыкновешюго и необьпснове1шого лучей, на .которые распадаетс свет, проход вставку2. Разность хода, пропорциональна изменению температуры, суммируетс с разностью , хода, создаваемой фазосдвигающей пластинкой 5, привод к изменеьшю формы пол ризации света. Следствием этого вл етс изменение величины светового потока, пропускаемого анализатором 6. Это приводит к изменению освещенности фотоприемника 7, ток которого вл етс выходным сигналом термометра.When the temperature of the cage 1. and insert 2 changes in the material of the latter, considerable mechanical stresses occur, which lead to the occurrence of the progress of the ordinary and non-new rays, on which the light decays, the passage of the insert 2. The path difference, proportional to the change in temperature, is summed up with the difference, the stroke created by the phase-shifting plate 5, leading to a change in the shape of the polarization of light. The consequence of this is a change in the magnitude of the luminous flux transmitted by the analyzer 6. This leads to a change in the luminance of the photodetector 7, the current of which is the output signal of the thermometer.

Чувствительность термометра может быть повышена , если на выходе оптической систели 1 поставить два фотоприемника, включенных дифференциально , а фаэосдвигающие пластинки 5 и 6, сто щие на пути лучей, идущих к разным фотоприемникам , поставить так, чтобы их наибольшие главные векторы были взаимно перпендикул рны. Использование двух включенных дифферендаально фотоприемников позвол ет улучашть метрологические характеристики прибора, т.к. взаимно компенсируютс такие недостатки фотоприемников, как старение, усталость, зависимость чувствительности от температуры окружающей среды и др.The sensitivity of the thermometer can be increased if the output of the optical system 1 is supplied with two photodetectors that are switched on differentially, and the photoelectric plates 5 and 6, which stand in the path of the beams going to different photodetectors, are set so that their largest principal vectors are mutually perpendicular. The use of two separately enabled photodetectors permits an improvement in the metrological characteristics of the instrument, since such disadvantages of photodetectors as aging, fatigue, dependence of sensitivity on ambient temperature, etc. are mutually compensated.

Дл облегчени регулировки нул и обеспечени необходимого интервала измерений, обойму 1 можно вьшолнить разрезной с тем, чтобы обеспечить возможность регулировани предварительного поджати вставки 2, например, регулирующим винтом 8.To facilitate adjustment of the zero and provide the necessary measurement interval, the holder 1 can be made split so as to allow the preload of the insert 2 to be adjusted, for example, with an adjusting screw 8.

Claims

Invention Formula

. Dilatometric datas of temperature, containing a temperature-sensitive element, consisting of several parts rigidly fastened with each other with different coefficients of temperature expansion, temperature converter. The voltage in the output signal, distinguished by the fact that, in order to increase the sensitivity of the sensor, the temperature converter is implemented in the form of a polarization-optical system, with one of the parts of the heat-sensitive element made of solid transparent material, for example, silicate glass and placed in the working area of the risk floor, and the other is filled with a split and equipped with a regulating screw.