Прибор малых перемещений
Кажется, странным говорить о прогибе стальной двутавровой балки, когда на нее поставлена гирька весом всего в 50 грамм. А вместе с тем под тяжестью гирьки балка прогибается, и можно даже достаточно точно измерить величину этого прогиба.
Конструкция прибора для регистрации малых деформаций была разработана Ленинградским институтом прикладной физики, а Володя Катуков и Толя Заречин сделали очень удачную копию, которая прекрасно работает.
Свет от обычной электрической лампочки через щель попадает на индикатор.
Но это не тот обычный фотоэлемент, о котором говорилась когда-то ранее. Это купроксный, или вентильный фотоэлемент. Он представляет собой сложную пластинку, состоящую из слоя закиси меди, разделенных тончайшим, так называемым запирающим слоем. Толщина этого слоя колеблется в пределах от одной стотысячной до одной миллионной сантиметра.
На поверхность закиси меди нанесен тонкий полупрозрачный слой металла. Когда на этот слой попадает световой поток, в закиси меди освобождаются электроны, которые, проникая через запирающий слой, дают во внешней цепи фототок. Напряжение на концах купоросного индикатора, как и ток вакуумного уловителя, пропорционален величине падающего на него светового потока.
Очень важной особенностью вентильных фотоэлементов является их способность давать фототок только за счет поглощения оптической энергии, без добавочного напряжения. Последовательно с этим фотоэлементом включен зеркальный гальванометр, на зеркальце которого от небольшой лампочки, помещенной в трубке, падает тонкий пучок света.
Отраженный от зеркальца пучок даст на шкале с делениями световой «зайчик».
Когда балка не деформирована, через щель на фотоэлемент падает самый маленький световой поток.
Напряжение, которое появляется при этом на выводах уловителя, компенсируется очень маленьким встречным напряжением (порядка полу-вольта), снимаемым с потенциометров. Фототок в цепи отсутствует, и световой зайчик находится как раз на нуле измерительной шкалы.
Но вот на балку поставлена гирька весом 50 грамм. Как бы внимательно ни смотреть в это время на предмет, нельзя заметить ни малейшего прогиба. Однако, взглянув на измерительную шкалу, мы видим, что световой зайчик «ушел» с нуля далеко в сторону. Что же произошло?
Балка получила микроскопически малый прогиб. Четыре очень тонкие пружинки раздвинули металлические лепестки и чуточку увеличили ширину щели. Световой поток, падающий на фотоэлемент, увеличился, и пропорционально ему возросло напряжение уловителя.
В цепи появился фототок, зеркальце чувствительного гальванометра повернулось на небольшой угол, и отраженный от него пучок света попал теперь в другое место шкалы — зайчик переместился.
По величине перемещения светового зайчика можно определять величину прогиба балки. Шкала обычно наносится в микронах, и, глядя на неё, сразу определяют величину прогиба.
Диско-повторитель
Очень просто и остроумно осуществляется автоматический перевод мембраны после окончания пластинки. Это делает «диско-повторитель» Виктора Яновского, показанный на фотографии выше. Из целлулоида вырезается диск, с радиусом, равным радиусу патефонной пластинки. Затем из этого диска вырезается узкий сектор.
На диске тщательно наносится кривая, характер которой хорошо виден на рисунке, и по ней прорезается канавка шириной 1—1,5 миллиметра. Обе части диска склеиваются с помощью подложенной снизу тонкой целлулоидной полоски так, что канавка остается.
При вращении пластинки (в направлении, указанном стрелкой) диско-повторитель упирается в иглу и поэтому остается неподвижным. Как только пластинка окончена, игла попадает в канавку, наезжает на целлулоидную полоску, и диско-повторитель начинает вращаться вместе с пластинкой.
Игла скользит в канавке, мембрана переводится на начало пластинки и соскакивает с диско-повторителя. При каждом переводе мембраны диско-повторитель делает один полный оборот и снова оказывается в рабочем положении.
Продолжение следует...