Световой модулятор для гармонического анализатора

 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в оптоэлектронных анализаторах для гармонического анализа различных физических процессов , в частности по синфазным и квадратурным составляющим первой и второй гармоник анализируемого сигнала . Цель - повышение точности гармонического анализа путем одновременного согласованного формирования произведений анализируемого сигнала на синусные и косинусные функции его первой и второй гармоник. Световой модулятор для гармонического анализатора содержит цилиндричечкий эксцентрик 1, первый и второй осветители 2 и 3, Г-образный конденсор 4 и четыре пары идентичных фоторезисторов 5-6, 7-8, 9-10 и 11-12. Первый осветитапь 2 оптически сопряжен через Г-образный конденсор 4 с парами фоторезисторов 5-6, 7-8, а второй осветитель 3-е парами фоторезисторов 9-10, 11-12, при этом все фоторезисторы размещены попарно встык вдоль оси вращения цилиндрического , эксцентрика 1 в двух плоскостях, смещенных друг относительно друга на угол . Осветители 2 и 3 идентичны, имеют вид полых гщлиндров, расположенных рядом на боковой поверхности цилиндрического эксцентрика I соосно с ним. Их стенки выполнены в виде слоистой концентрической структуры, состоящей из чередующихся к периферии металлического электрода электролюминесцентного слоя, прозрачного электрода и прозрачного защитного покрытия. Металлические электроды и прозрачные электроды осветителей 2 и 3 соединены параллельно с соответствующими парами коллекторных колец 17-18 и 19-20, укрепленных на торцах цилиндрического эксцентрика 1, контактирующих с парами неподвижных токопроводов 21-22 к 23-24. 4ил.. /г S (Л о 00 trX гч Ht.f

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 02 В 26 08

) 1 а gP

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

{61) 1242896

{21) 4159814/31-25 (22) 10.12.86 (46) 15.06.88, Бюл. У 22 . (71) Рижский институт инженеров гражданской авиации им.Ленинского комсомола (72) А.Б.Лукашенок, Ю,Г.Логачев и М.В.Ушаков (53) 535.8 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

l1 1138757, кл. G 02 В 26/08, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Р 1242896, кл. G 02 В 26/08, 1984. (54) СВЕТОВОЙ МОДУЛЯТОР ДЛЯ ГАРМОНИЧЕСКОГО АНАЛИЗАТОРА (57) Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в оптоэлектронных анализаторах для гармонического анализа различных физических процессов, в частности по синфазным и квадратурным составляющим первой и второй гармоник анализируемого сигнала. Цель - повышение точности гармонического анализа путем одновременного согласованного формирования произведений анализируемого сигнала на синусные и косинусные функции его первой и второй гармоник ° Световой модулятор для гармонического анализатора содержит цилиндричечкий экс„„SU 1403001 A 2 центрик 1, перва и и второй осветители 2 и 3, Г-образный конденсор 4 и четыре пары идентичных фоторезис.1 торов 5-6, 7-8, 9-10 и 11-12. Первый осветитель 2 оптически сопряжен через Г-образный конденсор 4 с парами фоторезисторов 5-6, 7-8, а второй осветитель 3 — с парами фоторезисторов 9-10, 11-12, при этом все фоторезисторы размещены попарно встык вдоль оси вращения цилиндрического эксцентрика 1 в двух плоскостях, смещенных друг относительно друга на угол 90 . Осветители 2 и 3 идентичны, о имеют вид полых цилиндров, расположенных рядом на боковой поверхности

Ф С цилиндрического эксцентрика 1 соосно с ним. Их стенки выполнены в виде слоистой концентрической структуры, состоящей из чередующихся к периферии металлического электрода электролюминесцентного слоя, прозрачного электрода и прозрачного защитного покрытия. Металлические электроды и прозрачные электроды осветителей

2 и 3 соединены параллельно с соот" ветствующими парами коллекторных колец 17-18 и 19-20, укрепленных на торцах цилиндрического эксцентрика

1, контактирующих с парами неподвижных токопроводов 21-22 и 23-24. 4ил..

1403001

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано Ы оптоэлектронных анализаторах для гармонического анали5 за различных физических процессов, в частности по синфазным и квадратур ным составляющим первой и второй гармоник анализируемого сигнала.

Цель изобретения — повышение точности гармонического анализа путем одновременного согласованного форми" рования произведений анализируемого сигнала на синусные и косинусные его функции перной и второй гармоник.

На фиг.1 показан световой модулятор для гармонического анализатора, бщий нид, на фиг.2 — то же, вид боку; на фиг.3 — - сечение А-А на иг.2; на фиг,4 — принципиальная 20 лектрическая схема светового модуля гор а.

Световой модулятор для гармоничесого анализатора содержит цилиндричесий эксцеитрик 1, первый 2 и второй 25

3 осветители, Г-образный конденсор

4 и четыре пары идентичных фоторезисторов 5 — 6, 7-8, 9-10 и 11 12. Первый осветитель 2 оптически сопряжен через

Г-образный конденсор 4 с нарами фото-30 резисторов 5-6 и 7-8, а второй осве" титель 3 — с парами фоторезисторон

9-10 и 11-12, при этом все Фоторезисторы размещены попарно встык вдоль оси вращения цилиндрического эксцентрика 1 в двух плоскостях, смещенных одна относительно другой на угол

g0o

Осветители 2 и 3 идентичны, имеют вид полых цилиндров, расположенных 40 (укрепленных) рядом на боковой поВерхности цилиндрического эксцентрика 1 соосно с ним, их стенки выполнены в виде слоистой концентрической структуры, состоящей иэ чередующихся к периферии металлического электрода 13, электролюминесцентного слоя (например, из порошкового фосфора)

14, прозрачного электрода (например, из окиси олова) 15 и прозрачного защитного покрытия (например„ из слоя изоляционного лака) 16, служащего для обеспечения электробезопасности излучателя. Металлические электроды

13 и прозрачные электроды 15 осветителей 2 и 3 соединены параллельно с

55 соответствующими парами коллекторных колец 17-18 и 19-20, укрепленных на торцах цилиндрического эксцентрика 1, контактирующих с парами неподвижных токоподнодов 21-22 и 23-24.

Г-образный конденсор 4 состоит из двух компонентов, расположенных под углом 90 один к другому и служит для Фокусировки двух равномерных взаимно перпендикулярных световых потоков, падающих от осветителей 2 и 3 на фоторезисторы 5-12, длины светочувствительных площадок которых равны их (осветителей ) внешнему диаметру, причем одни из образующих боковых поверхностей покрытий

16 совпадают с осью вращения цилиндрического эксцентрика 1. Все оптоэлектронные элементы светового модулятора заключены в непрозрачный корпус, а световые потоки осветителей 2 и 3 разделены один ст другого для исключения взаимодействия.

Устройство имеет источник 25 постоянного напряжения, электрический модулятор 26, аттенюатор 27 и сумматор 28. Токоподноды 21 и 22 перного осветителя 2 подключены к источнику

25 постоянного напряжения, а токоподводы 23 и 24 второго осветителя

3 — к выходу электрического модулятора 26. Пары фоторезисторов 5-6, 7-8, 9-10 и 11-12 соответственно включены в одни смежные плечи сбалансированных мостов 29 — 32 с парами идентичных резисторов 33 н других смежных плечах. Мосты 31 и 32 расположены в тракте второй гармоники (п=2) светового модулятора, в его синусном и косинусном каналах соответственно, их входные диагонали подключены параллельно к источнику 25 постоянного напряжения. Выходная диагональ моста 31 образует синусный выход второй гармоники, а выходная диагональ моста 32 подключена к первому входу сумматора 28, к второму входу которого подключен аттенюатор

27, соединенный с источником 34 анализируемого сигнала, при этом выход сумматора 28 образует косинусный выход второй гармоники. Все четыре выхода светового модулятора размещены на клеммной панели 35. Первый вход электрического модулятора 26 подклюveH к HcrovHHKy 25 nocTosHHoro напряжения, а второй вход — к синусному выходу первой гармоники.

СветонЬй модулятор для гармонического анализатора работает следующим образом.

1403001

За счет напряжения источника 25, подаваемого на электроды 13 и )5 осветителя 2, происходит возбуждение его электролюминесцентного слоя 14, 5 в результате чего формируется излучение с постоянной освещенностью

Е (t) const. При вращении цилинд1 рического эксцентрика 1, а также ук- . репленного на его боковой поверхности осветителя 2 с угловой скоростью ь} от какого-либо привода (задатчика вынужденных колебаний) све-. товые потоки с постоянной освещенностью падают на светочувствительные 15 площадки фотореэисторов 5-8 с модуляцией по гармоническим законам первой гармоники (n l), например по закону з1пь} у фоторезисторов 7 и 8 и

cosa)t у фоторезисторов 5 и 6, причем 20 у фоторезисторов в каждой паре зта модуляция имеет противофазный характер.

Вследствие особенности фоторезистора менять свое сопротивление в зависимости от падающего на его светочувствительную площадку светового потока, равного произведению освешенности излучателя на площадь, освещаемую им, сопротивления фоторезисторов 5-8, световые потоки кото- 30 рых модулируются лишь цилиндрическим эксцентриком 1, включенных в плечи мостов 29 и 30, изменяются следующим образом:

Rg (") = R, + ДR cosset;

73() Π— Д где R — среднее значение сопротивле" 10 ния фотореэистора (при освещении половины его светочувствительной площадки);

d R — изменение приращения сопротивления Фотореэистора.

В соответствии с известным свойством одинарных (четырехплечиых) мостов осуществлять умножение сигнала во входной диагонали на функцию сопротивлений активных плеч на выходных б0 диагоналях мостов 29.и 30, расположенных в тракте первой гармоники (n=l) светового модулятора, получаем злект" рические сигналы, пропорциональные

U(t) cosset и U(t) а3.прад

На электроды 13 и 15 осветителя 3 подается напряжение с выхода электрического модулятора 26,-производящего модуляцию возбуждающего напряжения источника 25 сигналом относительно меньшего уровня синусного выхода первой гармоники, т.е. U(t) sinut, что в результате соответствующего возбуждения слоя 14 Формирует излучение с модулированной освещенностью — .

Ег(й) * У(й).sincot. Это приводит (c учетом отмеченной особенности вращающегося эксцентрика 1 модулировать освещаемые площади светочувствительных площадок фоторезисторов по гармоническим законам первой гармоники) к изменениям световых потоков, падающих на фотореэисторы 9-)2, включенных в активные плечи мостов 31 и 32, пропорциональным следующим законам:

Фз 10(Е) - U(t) sinvt соз }

U(t) sin2ut;

Ф „(t) U(t) sinut sins)t—

- U(t) sin et

Следствием являются кратные измене» ния сопротивлений фоторезисторов

9-12:

R „{t) = R„+ a К U(t) Ы 2u>tJ

R гя,2 (.) = К, + Д R (U(t) sin (ot j..

Исходя из упомянутого свойства одинарных мостов, на выходных диагоналях мостов 31 и 32, расположенных в тракте второй, гармоники (n=2) светового модулятора, получаем электрические сигналы, пропорциональные

U(t) sin ай и U(t) -sin mt соответственно.

Сигнал с выходной диагонали моста

32 подается в противофазе с сигналом

U(t) снимаемым с аттенюатора 27 на

Ф сумматор 28, поэтому на выходе последнего имеем сигнал, пропорциональный

ПИ - г

2 — U(t) sin ы t = U(t) соз2ц.Ь

Формула изобретения

Световой модулятор для гармонического анализатора по авт.св, Ф 1242896, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности гармонического анализа путем одновременного согласованного формирования

1403001

5 произведений анализируемого сигнала на синусные и косинусные функции первой и второй гармоник, он дополнитЕльно содержит второй осветитель, идентичный первому, две пары дополни5 трельных фотоприемников, мосты по числу пар фотоприемников с постоянными резисторами в смежных плечах, электрический модулятор, аттенюатор, сумматор и дополнительные коллекторные кольца, второй осветитель расположвн соосно и рядом с первым осветител6м на боковой поверхности эксцентрик4, две пары дополнительных фотоприемников установлены sa вторым осве-! тителем и компонентами Г-образного конденсора аналогично первым двум ! псам фотоприемников, дополнительные коллекторные кольца расположены на другом торце эксцентрика по отноще-н ю к первым коллекторным кольцам, причем металлический и прозрачный

ы(ектроды второго осветителя через дополнительные коллеторные кольц 25 и, щеточные токоподводы подключеканы к выходу электрического, . ! модулятора, первый вход кото\

6 рого подключен к источнику постоянного напряжения, а второй вход - к выхоцной диагонали первого моста, образующей синусный выход первой гармоники, дополнительные фотоприемники выполнены в виде фотореэисторов, фотоприемники попарно включены в смежные плечи соответствующих мостов, входные диагонали мостов двух первых пар мостов подключены параллельно к источнику анализируемого сигнала, входные диагонали двух вторых пар мостов подключены параллельно к источнику постояннога напряжения, выходная диагональ второго моста образует косинусный выход первой гармоники, выходная диагональ одного моста второй пары образует синусный выход второй

r àðèàíèêè, а выходная диагональ вто-. рого моста этой пары подключена к первому входу сумматора, к второму входу которого подключен аттенюатор, соединенный с источником анализируемого сигнала, при этом выход сумматора образует косинусный выход второй гармоники.

ДЬЕГО!

4ОЗОО!

Составитель В. Рандожкин

Редактор A.Ìàêoâñêàÿ Техред Л.Сердюкова

Корректор М.Максимииинец

Заказ 2856/37 Тираж 533 Подписное

ВНИИ!!И (осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Пропзволстленно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4