ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1. Тензометрический преобразователь, включающий нагрузочный элемент цилиндрической формы с разрезами, не нарушающими целостности цилиндра, закрепляемый на контролируемом объекте, размещенный в нем пьезооптический преобразователь, состоящий из закрепленного в заведомо нагруженном состоянии фотоупругого элемента (ФЭ) с системой преобразования величины напряжений на ФЭ в электрический сигнал, и блока обработки сигнала, отличающийся тем, что фотоупругий элемент имеет в плане крестообразную форму, фронтальные поверхности которого, параллельные направлению измеряемых усилий, являются оптически плоскими, а боковые поверхности ФЭ имеют постоянный и/или переменный радиус кривизны, при этом пьезооптический преобразователь имеет собственный корпус, который представляет собой цилиндр диаметром меньше, чем внешний диаметр ФЭ, в котором выполнены отверстия, сквозь которые торцы боковых поверхностей ФЭ выступают за внешние габариты цилиндра, а в нагрузочном элементе напротив этих выступов на уровне размещения ФЭ выполнены четыре сквозных резьбовых отверстия, расположенные в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, и под углом 90° относительно друг друга, под винты, обеспечивающие изначальную силовую нагрузку на ФЭ, при этом система преобразования величины напряжений на ФЭ в электрический сигнал пьезооптического преобразователя включает механизмы вращения поляризатора и четвертьволновой пластины.
2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения герметичности корпуса пьезооптического преобразователя зазоры между торцами фотоупругого элемента и стенками соответствующих отверстий в корпусе заполнены герметиком.
3. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что вращение поляризатора и четвертьволновой пластины пьезооптического преобразователя осуществляется с помощью винтов по принципу червячной передачи, причем роль червяка выполняет винт, а роль червячного колеса выполняет корпус поляризатора или четвертьволновой пластины, снабженный соответствующей резьбой, при этом винты снабжены стопорным кольцом, фиксирующим винт в корпусе пьезооптического преобразователя.
4. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что для крепления на исследуемом объекте внешняя поверхность цилиндра нагрузочного элемента в области контакта с контролируемым объектом выполнена в виде конуса (от 1 до 5°), причем средний диаметр конуса равен диаметру монтажного отверстия в контролируемом объекте, а неразрезанная часть цилиндра нагрузочного элемента содержит внешнюю резьбу для наворачивания крепежной гайки.
5. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что для крепления на исследуемом объекте цилиндр нагрузочного элемента в нижней части имеет выступы с монтажными отверстиями.
6. Преобразователь по п. 5, отличающийся тем, что для повышения надежности крепления нагрузочного элемента на наружных выступах выполнены зубья.
7. Способ обработки отверстия в контролируемом объекте для крепления в нем нагрузочного элемента тензометрического преобразователя по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения надежного однородного контакта между нагрузочным элементом и контролируемым объектом в отверстие вставляют винт, имеющий конус, равный по величине конусу на нагрузочном элементе, и внешнюю резьбу, аналогичную резьбе на нагрузочном элементе, и зажимают гайкой с контролируемым усилием, обеспечивающим пластическую деформацию и уплотнение материала контролируемого объекта.
8. Способ крепления ФЭ в преобразователе по п. 1, отличающийся тем, что для предотвращения скалывания торцов фотоупругого элемента при затяжке его винтами, крепление ФЭ осуществляют, используя охранное кольцо, способное к упругой деформации, при этом внутренний диаметр кольца меньше внешнего диаметра фотоупругого элемента на заданную величину, причем перед размещением ФЭ в кольце, последнее зажимают в двух взаимно перпендикулярных направлениях, составляющих 45° с осями монтируемого ФЭ, после размещения в кольце ФЭ затяжку отпускают.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что для получения более однородного контакта между винтом и ФЭ вставляют шарики заданного диаметра, при этом в охранном кольце в соответствующих местах изготавливают лунки, задающие центр приложения силы к охранному кольцу и к ФЭ.
10. Способ по п. 8, отличающийся тем, что для получения более однородного контакта между винтом и ФЭ торцы ФЭ перед установкой в охранное кольцо промазывают силикатным клеем с последующим термическим отжигом.
11. Способ по п. 8, отличающийся тем, что коэффициент температурного расширения материала охранного кольца совпадает с коэффициентом температурного расширения материала ФЭ.