189467. lajstromszámú szabadalom • Mérőátalakító, elsősorban digitális erőméréshez
1 , 189 467 2 A találmány tárgya mérőátalakító, amely erőmérésre használható, főleg digitális jellegű méréshez. Általánosan ismertek olyan erőmérésre szolgáló eszközök, amelyeknél a mérendő erő alakváltozásra képes, úgynevezett deformációs testre hat. A deformációs test alakváltozásának, deformációjának mértéke jellemző a mérendő erőre, és ez a deformáció különböző módszerekkel mérhető. Ismertek olyan berendezések, amelyek interferenciás módszert alkalmaznak erre a mérésre. A 94905 számú német demokratikus köztársaságbeli szabadalmi leírás olyan megoldást ismertet, amelynél a deformációs test egyúttal interferométerként is működik. Ennél a készüléknél elfordulás okozta interferenciás sávok keletkeznek, amelyek egymástól mért távolsága a mérendő mennyiség függvényében változik. Hiányossága ennek a rendszernek, hogy ezen távolságok egy bizonyos határon túli rövidülés miatt már nem értékelhetők ki fotoelektromos úton. A WPG 01 L/206 632 számú német demokratikus köztársaságbeli szabadalmi leírás olyan erőmérésre való elrendezést javasol, amelynél az interferometer villás formájú deformációs testre van felépítve. A mérendő erő a villa egyik szárát támadja, amely szára a szöginvariáns interferométer háromszögű prizmája van felerősítve. Az elérhető felbontóképességet a lemezből készült, lehajlásra képes szár maximális lehajlása határozza meg. E rendszer hiányossága abból származik, hogy a felbontóképességet adott geometriájú, hajlításra igénybe vett lemez esetén a hajlítófeszültség megengedhető felső határa szabja meg. Ezen túlmenően az alkalmazott interferométer gyártási szempontból túl igényes ahhoz, hogy üzemi mérőműszerben kerüljön felhasználásra. Továbbá nehezen teljesíthető az a követelmény, hogy a teljes deformációs testet azonos hőmérsékleten kell tartani, mivel a hajlított csukló és az interferométer egymástól viszonylag messze van. A 26 58 629 számú német szövetségi köztársaságbeli közzétételi irat olyan erőmérőt, illetve mérleget ismertet, amelynek mozgórészén legalább két tükör van, amelyek úgy vannak elhelyezve az interferométer egy-egy ágában, hogy a mozgórész kitérése esetén az interferométer ágainak hossza egymással ellentétes értelemben változik. Az ilyen készülékek azonban nehezen alkalmazhatók üzemi körülmények között, mivel nagymértékben hőmérsékletfüggők, és kényesek a helyzetváltozásokra. A találmánnyal célunk, hogy olyan erőmérésre való mérőátalakítót hozzunk létre, amely üzemi körülmények között is használható felbontóképességgel rendelkezik, viszont a hőmérsékletváltozásra alig érzékeny. A találmánnyal megoldandó feladat, hogy lényegesen megnöveljük egy főleg digitális erőmérésre való mérőátalakító felbontóképességét, és közben ne lépjük túl a deformációs testre megengedett feszültségek felső határát, és hogy a hőmérsékletváltozásra való érzékenységet kicsiny, de könnyen gyártható interferométer alkalmazásával és a szerkezet kompakt kialakításával csökkentsük. A kitűzött feladatot a találmány szerinti mérőátalakítónál azzal oldottuk meg, hogy erőhatásra rugalmas alakváltozást szenvedő deformációs testet alkalmaztunk interferométerrel kombinálva. Továbbá, a mérőátalakító monokromatikus fényforrást, optikai rendszereket, fotoelektromos érzékelőt és a kiértékeléshez impulzusformálót és előrehátra számlálót is tartalmaz. A találmány szerint hordozótestet szilárdan állványra rögzítünk, a hordozótesthez csuklóval elmozdítható elemet csatlakoztatunk, és mindkettőhöz hengeres csavarrugó egy-egy végét rögzítjük. Az interferométer optikai osztóját a hordozótesthez, szöginvariáns reflektorát pedig tartószerkezettel az elmozdítható elemhez erősítve a hengeres csavarrugó közepében helyezzük el. Az optikai osztó hordlemezhez rögzített két osztólemezből áll, amelyek szabad felülete részlegesen tükrösítve van, és síkjuk egymással szöget zár be. A hordozótesten monokromatikus fényforrást, kondenzort, fotoelektromos érzékelőt tartószerkezettel, lencserendszert, valamint fényeltérítő prizmát rendezünk el. Az elmozdítható elemen a szöginvariáns reflektor a tartószerkezettel úgy van felerősítve, hogy a szöginvariáns reflektor sarkába eső fénysugár és a hengeres csavarrugó középvonala a csuklótól az elmozdítható elem hosszirányában mérve azonos távolságra van. A találmány szerint előnyösen a hordozótest és a csuklórész, valamint a reflektortartó kovaanyagból, az optikai osztó és a szöginvariáns reflektor pedig optikai kvarcból készíthető. A hengeres csavarrugó célszerűen kristályos kvarccsőből csavarformájú horonnyal készíthető. A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti mérőátalakító példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon: Az 1. ábra a találmány szerinti mérőátalakító metszeti képét szemlélteti; A 2. ábra a hengeres csavarrugó távlati képét tünteti fel. Az 1. ábrán a mérőátalakító példakénti kiviteli alakjának 15 állványba szilárdan rögzített I hordozóteste és ahhoz 16 csuklóval csatlakoztatott elmozdítható 2 eleme van. Az elmozdítható 2 elemet szabad elforgásában hengeres 3 csavarrugó gátolja, amelynek egyik vége az 1 hordozótesthez, a másik vége pedig a 2 elemhez van erősítve. Az 1 hordozótesten monokromatikus 7 fényforrás, 8 kondenzor, eltérítő 9 prizma, 10 lencserendszer és 11 tartószerkezetbe foglalt fotoelektromos 12 vevő van elrendezve. Az eltérítő 9 prizma által eltérített fény útjába 6a hordlemezhez résmentesen illesztett 6b és 6c osztólemezek vannak elhelyezve. A 6b, 6c osztólemezek szabad felületei részlegesen tükrözöttek, tehát a fényt részben áteresztik, részben visszaverik, továbbá egymással a szöget zárnak be. Az elmozdítható 2 elemen a csavarrugó tengelyében 4 reflektortartóval felerősített szöginvariáns 5 reflektor van oly módon elhelyezve, hogy az 5 reflektor sarkába eső B fénysugár és a 3 csavarrugó A középvonala a 16 csuklótól azonos távolságra legyen. Ily módon az interferométer a 3 csavarrugó közepében van. Az 1 hordozótest, az elmozdítható 2 elem, a 4 reflektortartó, a szögfüggetlen 5 reflektor az optikai osztó 6a hordlemeze és a 6b, 6c osztólemezei és 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
