Введение
1. Многокомпонентный пьезооптический преобразователь сил и моментов - состояние вопроса, постановка задачи 11
1.1. Состояние вопроса 11
1.2. Функциональная схема шестикомпонентного преобразователя 15
1.3. Принцип действия пьезооптического преобразователя 20
1.3.1. Оптическая анизотропия прозрачных сред 20
1.3.2. Механические напряжения и показатели преломления чувствительного элемента 24
1.3.3. Оценка напряженного состояния 27
1.4. Постановка задачи исследования 36
1.5. Выводы 38
2. Разработка и исследоваііие математической модели преобразователя 40
2.1. Анализ напряженного состояния стержневого чувствительного элемента 40
2.1.1. Напряжения от действия силы Рх 40
2.1.2. Напряжения от действия силы PY 42
2.1.3. Напряжения от действия силы Pz 43
2.1.4. Напряжения от действия момента Мх 43
2.1.5. Напряжения от действия момента MY 43
2.1.6. Напряжения от действия момента Mz 44
2.2. Математическая модель одностержневого чувствительного элемента 46
2.3. Анализ напряженного состояния рамочного чувствительного элемента 48
2.3.1. Напряжения от действия силы Рх 482.3.2. Напряжения от действия силы PY 51
2.3.3. Напряжения от действия силы Pz 54
2.3.4. Напряжения от действия момента Мх 56
2.3.5. Напряжения от действия момента Му 59
2.3.6. Напряжения от действия момента Mz 59
2.3.7. Напряжения в общем случае нагружения 59
2.3.8. Квазиглавные напряжения в сложном напряженном состоянии 61
2.4. Выбор расположения полярископов 62
2.5. Математическая модель рамочного чувствительного элемента 64
2.6. Структура решающего блока шестикомпонентного преобразователя 69
2.7. Структура блока стабилизации излучения 71
2.8. Оценка чувствительности шестикомпонентного датчика 77
2.9. Собственные частоты преобразователя 81
2.10. Выводы 83
3. Анализ погрешностей пьезооптического преобразователя усилий 85
3.1. Влияние концевых эффектов при растяжении/сжатии стержней 85
3.2. Влияние концевых эффектов при изгибе стержня 91
3.3. Влияние поворота квазиглавных напряжений 97
3.4. Влияние угла просвечивания стержня 106
3.5. Влияние крутящего момента в стержнях 109
3.6. Выводы 113
4. Методика проектирования шестикомпонентного пьезооптического преобразователя 114
4.1. Выбор материала чувствительного элемента 115
4.2. Определение геометрических размеров чувствительного элемента.. 116
4.2.1. Определение размеров сечения стержня 117
4.2.2. Определение активной длины стержней чувствительного элемента .. 120
4.2.3. Определение расстояния между стержнями чувствительного элемента 127
4.3. Определение разрядности аналого-цифрового преобразователя 130
4.4 Определение параметров блока стабилизации мощности излучения.. 133
4.5. Определение параметров блока линеаризации 139
4.6. Алгоритм обработки результатов измерения 144
4.6.1. Алгоритм вычисления силы Рх 146
4.6.2. Алгоритм вычисления силы PY 147
4.6.3. Алгоритм вычисления силы Pz 148
4.6.4. Алгоритм вычисления момента Мх 150
4.6.5. Алгоритм вычисления момента Му 152
4.6.6. Алгоритм вычисления момента Mz 153
4.7. Разработка алгоритмов стабилизации и самоконтроля преобразователя 154
4.7.1. Модуль инициализации 155
4.7.2. Модуль стабилизации мощности излучения 155
4.7.3. Модуль коррекции коэффициентов усиления каналов 157
4.8 Экспериментальное исследование пьезооптического
преобразователя 158
4.8.1. Выбор материала чувствительного элемета 159
4.8.2. Определение геометрических размеров чувствительного элемента...159
4.8.3. Определение положения полярископов на стержне 160
4.8.4. Определение максимальных сдвигов фаз в полярископах 160
4.8.5. Проектирование блока стабилизации излучения 161
4.8.5. Экспериментальное исследование измерительных каналов 165
4.9. Выводы 167
5. Заключение 169
Список использованных источников
