Устройство для измерения напряжения

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Целью изобретения является повышение точности и чувствительности. Устройство содержит жидкокристаллическую ячейку, образованную двумя стеклянными пластинами 6 и 8 с прозрачными электродами, сопротивление которых меняется вдоль пластин, прокладкой 1 между ними и слоем электрооптического жидкого кристалла 7 в вырезе прокладки, а также источник 3 монохроматического света, оптически связанный с ячейкой через призму 2. Одна из входных клемм 5 непосредственно соединена с электродом жидкокристаллической ячейки, другая подключена параллельно к обоим электродам. Цель достигается введением двух фотодиодов 4,10, собирающей линзы 9, управляемого источника 12 питания и дифференциального усилителя 11. Фотодиод 4 оптически соединен с источником 3, фотодиод 10 - с пластиной 8, причем фотодиод 4 подключен к первым, а фотодиод 10 - к вторым входам дифференциального усилителя 11. Управляемый источник 12 питания включен последовательно между одной из входных клемм 5 и параллельно соединенными электродами пластин 6 и 8, а его вход регулирования соединен с выходом дифференциального усилителя 11. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 0 01 R 19 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61 ) 101 9345 (21 ) 4361 1 03/24-21 (22) 07.01 ° 88 (46) 07.02,90. Бюл. В 5 (72) В,И, Анохин, А.А, Демидов и 10,Л. Соловьев (53) 621.317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1019345, кл. G 01 R 19/00, )983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике, Целью изобретения является повьппение точности и,чувствительности, Устройство содержит жидкокристаллическую ячейку, образованную двумя стеклянными пластинами 6 и 8 с прозрачными электродами,, сопротивление котбрых меняется вдоль пластин, прокладкой 1 между ними и слоем электрооптического жидкого кристалла 7 в вырезе прокладки, „„SU„„1541523 А 2

2 а также источник 3 монохроматического света, оптически связанный с ячейкой через призму 2, Одна из входных клемм 5 непосредственно соединена с электродом жидкокристаллической ячейки, другая подключена параллельно к обоим электродам. Цель достигается введением двух фотодиодов 4, 10, собирающей линзы 9, управляемого источника 12 питания и дифференциаль-; ного усилителя 11, Фотодиод 4 оптически соединен с источником 3, фотодиод 10 — с пластиной 8, причем..фотодиод 4 подключен к первым, а фотодиод 10 — к вторым входам дифференциального усилителя 11. Управляемый

® источник 12 питания включен последовательно между одной из входных клемм 5 и параллельно соединенными электродами пластин 6 и 8, а его вход регулирования соединен с выходом дифференциального усилителя

11. 1 ил.

1541523

Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для измерения напряжения и является усовершенствованием изобретения по авт.св. - 1019345.

Целью изобретения является повышение точности отсчета напряжения, На чертеже приведена структурнофункциональная схема устройства, Устройство содержит прокладку 1 .с вырезом, призму 2, источник 3 монохроматического света, фотодиод 4, входные клеммы 5 устройства, стеклянную пластину 6 с прозрачным электродом, электрооптический жидкий кристалл 7, вторую стеклянную пластину 8 с прозрачным электродом, собирающую линзу 9, второй фотодиод 10, дифференциальный усилитель 11, управляемый источник 12 питания, Сопротивление прозрачных электродов пластин 6 и 8 изменяется вдоль них, Жидкий кристалл

7 помещен между пластинами 6 и 8 в вырезе прокладки 1. Призма 2 оптически связана с источником 3 монохроматического света и расположена одной гранью на прокладке 1, а другой— у торца пластины 8. Фотодиод 4 соединен оптически с источником 3 монохроматического света и подключен к первым двум входам дифференциального усилителя 11. Второй фотодиод 10 соединен оптически с пластиной 6 через . собирающую линзу 9 и подключен к вторым входам дифференциального уси.лителя 11, выход которого соединен с входом регулирования управляемого источника 12 питания. Одна из входных клемм 5 устройства соединена непосредственно с электродом пластины

6, а другая через последовательно включенный управляемый источник 12 питания подключена параллельно к противоположному концу электрода пластины 6 и электроду пластины 8.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от источника 3 монохроматического света через призму 2 и прокладку 1 поступает в слой жидкого кристалла 7, в котором начинают распространяться световые волны так как молекулы жидкого кристалла 7 ориентированы вдоль направления распространения волн, что достигается стандартно нанесением на пластины 6 и 8 микрорельефа в продольном направлении при изготовлении. Так как

10 коэффициент преломления материала пластин 6 и 8 и прокладки 1 меньше соответствующего коэффициента преломления жидкого кристалла 7, то луч от источника 3 монохроматического света, распространяясь в жидком кристалле 7, не выходит через пластины

6 и 8 и прокладку 1 потому, что происходит полное отражение луча от их внутренних поверхностей. Это состояние жидкого кристалла 7 соответствует отсутствию измеряемого напряжения, При появлении на клеммах 5 измеряемого напряжения между электродами пластин 6 и 8 возникает электрическое поле, напряженность которого за счет изменяющегося вдоль пластины 6 электрического сопротивления прозрачного электорода также изменяется вдоль пластин 6 и 8. При этом в той же области жидкого кристалла 7, где напряженность электрического поля

25 превышает пороговое для данного типа кристалла значение напряженности, происходит переориентация молекул жидкого кристалла 7 в положение, перпендикулярное исходному. В результате этого волноводность жидкого кристалла 7 нарушается, а его коэффициент преломления увеличивается до значения, соответствующего перпендикулярной ориентации молекул, стано35 вясь больше коэффициентов преломления пластин 6 и 8. При этом луч, поступающий в слой жидкого кристалла 7 от источника 3 монохроматического света, выходит через пластины,б и

40 8 в виде узкой полосы, т.е. становится видимым, Положение этой светящейся полосы зависит от величины измеряемого .напряжения, При увеличении этого напряжения светящаяся полоса

45 монохроматического света, выходящая через пластины 6 и 8, смещается вдоль пластин 6 и 8 в сторону, противоположную призме 2. !

При работе устройства световой поток от источника 3 монохроматического света одновременно воздействует на фотодиод 4, изменяя его проводимость. Световой поток, прошедший

55 через. жидкий кристалл 7, пластину 8 и собирающую линзу 9, воздействует на фотодиод 101 Дифференциальный усилитель 11 по рассогласованию проводимости фотодиодов 4 и 10 формиру523

Составитель И, Коновалов

Техред М.Дидык Корректор М, Самборская

Редактор И. Шулла

Заказ 277 Тираж 555 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1.13035, Москва, Ж-3f, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

1541 ет сигнал, который по управляющему— входу поступает на управляемый источник 12 питания и изменяет величину измеряемого напряжения, компенсируя тем самым влияние вариации температуры, Допустимый интервал .изменения ра-. бочей температуры в предлагаемом устройстве (5-10 ) С по сравнению с

0,5 С в известном. Если ограничиться указанным интервалом температуры, то зто приведет к повьппению чувствиTBJIsHocTH в (5 10 ) раэ ь контрастнос 15 ти в 100 раэ, Поскольку увеличение контрастности в 100 раз на 50% снижает размытость иэображения и, кроме того, компенсация вариации температуры снижает случайную погрешность, то обеспечивается и повышение точности отсчета напряжения. Для принятых ограничений устройство позволяет обеспечить повышение точности отсчета в два раза. 25

Формула изобретения

Устройство для измерения напряжения по авт, св. 11 - 1019345, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности отсчета напряжения, в него дополнительно введены два фотодиода, собирающая линза, управляемый источник питания и дифференциальный усилитель, при этом первый фотодиод соединен оптически с источником монохроматического света и подключен к первым двум входам дифференциального усилителя, а второй фотодиод через собирающую линзу соединен оптически с пластиной жидкокристаллической ячейки и подключен к вторым двум входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом регулирования управляемого источника питания, который вклю" чен между одной из входных клемм устройства и параллельно соединенными электродами жидкокристаллической ячейки,