182657. lajstromszámú szabadalom • Berendezés különösen digirális erőméréshez
3 182657 4 egy ismert felépítésű billenésre invariáns interferométer optikai részeinek sorozata. Például egy Michelson-interferométer alkalmazható, amelynek interferométer karjában billenésre invariáns reflektorokkal (például prizmákkal) sugárfordítás hajtható végre. Az optikai osztó, a két interferométer tükör, valamint egy reflektor szilárdan össze van kötve az alaptesttel. Az interferométer tükör előnyösen az optikai osztón van rögzítve, mivel ez gyártástechnikailag könnyen megvalósítható, és robosztus felépítésű. A másik reflektor a hajlítólapon van rögzítve. A hajlítólapnak az erő következtében történő meghajlásakor csak az optikai út hosszúság változik az interferométerkaron, de nem változik a reflektorra beeső sugarak és a reflektorról visszavert sugarak iránya. Az interferenciacsíkok távolságát az optikai osztón rögzített két interferométer tükör szöghelyzete határozza meg. Egy monokromatikus fényforrás és egy kondenzor segítségével az optikai osztóra párhuzamos monokromatikus fényt vezetünk. Az optikai osztó a fényt két nyalábra osztja fel. A két nyalábot a reflektorok visszatérítik, és az osztókockán rögzített interferométer tükrökre vezetik, amelyek reflektálják a fénynyalábokat, amelyek még egyszer áthaladnak a reflektorokon, majd az optikai osztóban ismét egyesülnek és interferálnak. A hajlítólapnak a fellépő erő következtében történő meghajlásakor változik az interferáló nyalábok közötti útkülönbség, és az interferenciacsíkok elvándorolnak. A mérési értékváltozáskor elmozduló interferenciacsíkok száma a hajlítólap reflektorának a hajlítási középponttól mért távolságától függ. Egy objektív az interferenciacsíkokat a fotoelektromos vevőkre képezi le. Az fotoelektromos vevőket csupán az interferenciacsíkokra merőleges irányban kell beállítani, hogy megkapjuk a kívánt fáziskülönbségeket. Az inkrementálási eljárás megvalósításához az interferenciaképet két, fázisban 90 fokkal eltolt helyen fotoelektromosan letapogatjuk. A sarokterhelési érzékenység korlátozásához a két reflektor a két hajlítólapon, az y—z síkkal párhuzamos síkban, a koordináták kezdőpontjához viszonyítva átlósan van elhelyezve. A reflektorokat a lehető legközelebb kell elhelyezni a csatolóelemhez, a csatolóelem felöl nézve a hajlítócsuklók előtt. A találmány tárgyát kiviteli példák és rajzok alapján ismertetjük részletesebben. A rajzokon az 1. ábra elrendezés alaptesttel és egy hajlítólappal, a 2. ábra elrendezés alaptesttel és két hajlítólappal és a 3. ábra az interferométer alkatrészeinek elrendezése a sarokterhelési érzékenység kiküszöböléséhez. Az 1. ábra szerint a deformálódó test a hajlítással szemben merev 6 alaptestből, a 7a hajlítólapból és a szilárdan beillesztett 8 közbenső részből áll. A 6 alaptest és a 7a hajlítólap kovaanyagból, míg a 8 közbenső rész kristályos kvarcból áll. A 8 közbenső részbe egy horony van bemarva, úgyhogy ez a rész veszi fel az F erő deformáló hatásának legnagyobb részét. A 6 alaptest egy helyen a 9 állványban van rögzítve. A 6 alaptesttel a 3 optikai osztó és a billenésre invariáns 5b reflektor szilárdan Össze van kötve. A 3 optikai osztón van elhelyezve a 4a és 4b interferométer tükör. Az 5a reflektor szilárdan össze van kötve a 7a hajlítólappal. A monokromatikus 1 fényforrás és a 2 kondenzor segítségével párhuzamos monokromatikus fényt vezetünk a 3 optikai osztóra. A 3 optikai osztón a fény két résznyalábra osztódik. A két résznyalábot az 5a és 5b reflektorokkal megfordítjuk, és a 4a és 4b inteferométer tükrökre vetítjük, ahol a fénynyalábok reflektálódnak, még egyszer áthaladnak az 5a és 5b reflektorokon, majd a 3 optikai osztón ismét egyesülnek és interferálnak. A 11 objektív segítségével az interferenciajelenséget a fotoelektromos 12 vevőre vetítjük. A 12 vevők után a 13 impulzusformáló fokozat és egy 14 előre-vissza számláló van kapcsolva. Az F erőt a 20 mérlegserpenyőből, a 10 terhelő oszlopból, a 18 párhuzamos vezetőrúdból és a 19 csatolóelemből álló erőbevezető rendszeren át a 7a hajlítólapra adjuk. Az F erő növekedésével a 7a hajlítólap meghajlik, és a fotoelektromos 12 vevőkön az interferenciacsíkok elvándorolnak. A 14 előre-vissza számláló számlálja az áthaladó interferenciacsíkok számát, és ez a szám közvetlenül jellemzi az F erő nagyságát. A 2. ábra szerint a 7b hajlítólapok végei a 15 csatolóelemen át vannak összekötve. Az interferométer optikai építőelemei ugyanúgy vannak elrendezve, mint az 1. ábra szerinti kivitelnél. A fotoelektromos kiértékelés is ugyanazon a módon történik. A 10 terhelőoszlopon át az F erőt egy 17 talpcsapágy segítségével az alsó 7b hajlítólapra visszük át. A felső 7b hajlítólapra a 10 terhelő oszlop a kinematikai 16 vezetéken át csatlakozik. A felső és az alsó 7b hajlítólapok egyidejűleg a 18 párhuzamos vezetőrudat alkotják. A választott példában két 10 terhelő oszlopot alkalmazunk. A 20 mérlegserpenyő áthelyezésével így kéttartományú erőmérőrendszer keletkezik. A 3. ábrán a 2. ábra A—A vonala mentén vett metszet látható, ahol az interferométer optikai része másképpen van elrendezve. Ebben a speciális elrendezésben, amelynek célja a sarokterhelési érzékenység kiküszöbölése, az egyik 5a reflektor az alsó 7b hajlítólapon, és a másik 5b reflektor a felső 7b hajlítólapon van rögzítve. Az 5a, 5b reflektorok az y—z síkkal párhuzamos síkban vannak elhelyezve a koordináta rendszer kezdőpontjához viszonyítva átlósan, és x irányban a lehető legkisebb távolságra vannak a 15 csatolóelemektől. A sugár eltérítéséhez az egyik interferométerkarban egy további 21 tükör van elhelyezve. Szabadalmi igénypontok: 1. Berendezés, különösen digitális erőméréshez, amely deformálódó testből, optikai osztóval rendelkező interferométerből, rögzített, illetve mozgatható, billenésre invariáns reflektorból, monokromatikus fényforrásból, optikai rendszerekből, fotoelektromos vevőkből, impulzusformáló fokozatokból és előre-viszsza számlálókból áll, azzal jellemezve, hogy egydarabból készített deformálódó test, amely például kvarc5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
