датчиках оптичне волокно може бути застосоване просто як лінії передачі, а може грати роль самого чутливого елемента датчика.
При розробці первинного перетворювача для вимірювання поздовжнього переміщення будемо використовувати контактний метод вимірювання, а зокрема волоконно - оптичний перетворювач. Т.к. за допомогою волоконно - оптичного перетворювача можливе отримання високої точності і значних за рівнем вихідних сигналів. Головним достоїнством такого перетворювача є відносна простота конструкції./2 /
3. Розробка оптико-механічної схеми
.1 Розрахунок параметрів оптичної системи
Малюнок 3.1-Схема оптичної системи.
де - 1 (АЛ - 107 Б), лінза 2, нерухомий световод 3, рухливий световод 4 і фотоприймач 5 (ФД - 256).
Для оптимального введення випромінювання необхідно, щоб діаметр випромінюючої поверхні дорівнював диметру світловода. Для забезпечення цієї умови вибираємо лінзу з мінімальною фокусною відстанню і максимальним діаметром. Лінза марки 01 LDX 401, фокусна відстань, діаметр.
З оптики відомо, що поперечний збільшення в лінзі визначається формулою
оптичний система перетворювач випромінювання
, (3.1)
а відстань від переднього фокуса до предмета і від заднього фокуса до зображення підпорядковуються співвідношенню
(3.2)
Тоді з умови
.
Вирішуючи систему з двох рівнянь, отримуємо,.
Значить відстань від світлодіода до лінзи одно 15,75 мм, а відстань від лінзи до світловода одно 6,3 мм.
Відстань від кінця рухомого світловода до фотодіода обчислюється таким чином. З умови відомо, що NA=0,2, отже, апертура світловода, а діаметр фотодіода дорівнює 4 мм. Тоді.
Для світловода з діаметром серцевини 50 мкм приймемо ті ж самі відстані, але при цьому в подальшому врахуємо втрати.
.2 Опис оптико-механічної схеми
Світлодіод АЛ 107 Б (поз. 20) (01.00.000 СБ) закріплений в корпусі циліндричної форми (поз. 17) гвинтом М2х1 ОСТ92-0739-72 (поз. 22). Лінза 01 LDX 401 (поз. 19) так само зафіксована в корпусі гайкою М4х1 ОСТ92-4714-86 (поз. 18). Деталь циліндричної форми (поз. 16) вкручується в корпус (поз. 17). Всі кінці світловодів (поз. 1) вклеєні в оправлення (поз. 30). Початок першого світловода закріплюється в деталі (поз. 16) за допомогою накидної гайки М8х0, 75 (поз. 25). Інший кінець світловода закріплений в стійці (поз. 2) за допомогою втулки (поз. 6). Фіксація світловода здійснюється накидною гайкою (поз. 25). Стійка закріплена на підставці параллелепіпідной форми (поз. 5), яка забезпечує стійкість, гвинтами М3х1, 75 ГОСТ 17450-80 (поз. 15). Підставка закріплена на металевій плиті (поз. 3) гвинтами М3х1, 75 ГОСТ 17450-80 (поз. 28).
Інший световод так же закріплений у втулці (поз. 8), зафіксований накидною гайкою. Втулка угвинчується в рухому частину пристрою «ластівчин хвіст» (поз. 7). Ходова частина пристрою закріплена за допомогою пластин (поз. 12, 13, 14), які фіксуються гвинтами М4х2 ГОСТ 17450-80 (поз. 11). У рухому частину укручуватися гвинт М2, 5х0, 8 ГОСТ 10344-80 (поз. 4), що забезпечує поперечні переміщення. Фіксація гвинта забезпечується підкладкою (поз. 26), яка кріпиться до пластин гвинтами М1х0, 4 ГОСТ 17473-80 (поз. 27). «Ластівки хвіст» закріплений на підставці пара...
