Устройство для измерения напряжения

)5 О 01 Б 19 ГОСУДАРСТВЕПО ИЗОБРЕТЕНПРИ ГКНТ СССР ЫИ КОМИТЕТМ И ОТКРЫТИЯМ ОБРЕТЕНИ САН МУ СВИДЕТЕПЬС К АВТО а также источник го света, оптиче 3 монохроматическоки связанный с ячей 2, Одна из входных твенно соединена окристаллической ключена па аплельиодов 4,правляемогфференциалод 4 опиком 3 фо и,чувств держит образо тинами ми со вдоль ж ва 6 ими ил. сталла 7 в вырез ког(56) Авторское свидетельство СССРМ 1019345, кл, 0 01 Б 19/00, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике, Целью изоб ретения является повьппение точности тельности, Устроиство содкокристаллическую ячейку,ную двумя стеклянными пласи 8 с прозрачными электродативление котбрых меняетсястин, прокладкой 1 междуоем электрооптического жидкои через призму клемм 5 непосредс с электродом жидк ячейки, другая под Р но к обоим электродам. Цель достигается введением двух фотод О, собирающей линзы 9, у о источника 12 питания и ди ь- . ного усилителя 11, Фотоди тически соединен с источи тодиод 10 - с пластиной 8, причем. фото- диод 4 подключен к первым, а фотодиод 10 - к вторым входам дифференциального усилителя 11. УправляемыйаФ 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 усилителяИзобретение относится к электро- измерительной технике, предназначено для измерения напряжения и является усовершенствованием изобретения по авт.св, 9 1019345.Целью изобретения является повышение точности отсчета напряжения,На чертеже приведена структурно- функциональная схема устройства,Устройство содержит прокладку 1,с вырезом, призму 2, источник 3 моно- хроматического 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 моно- хроматического 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 усилителя 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 как510 коэффициент преломления материалапластин 6 и 8 и прокладки 1 меньшесоответствующего коэффициента преломления жидкого кристалла 7, то лучот источника 3 монохроматическогосвета, распространяясь в жидком кристалле 7, не выходит через пластины6 и 8 и прокладку 1 потому, что происходит полное отражение луча от ихвнутренних поверхностей. Это состояние жидкого кристалла 7 соответствует отсутствию измеряемого напряжения,При появлении на клеммах 5 измеряемого напряжения между электродамипластин 6 и 8 возникает электрическое поле, напряженность которого засчет изменяющегося вдоль пластины 6электрического сопротивления прозрачного электорода также изменяетсявдоль пластин 6 и 8. При этом в тойже области жидкого кристалла 7, гденапряженность электрического поля 25 превышает пороговое для данного типа кристалла значение напряженности,происходит переориентация молекулжидкого кристалла 7 в положение,перпендикулярное исходному, В результате этого волноводность жидкогокристалла 7 нарушается, а его коэфФициент преломления увеличивается дозначения, соответствующего перпендикулярной ориентации молекул, становясь больше коэффициентов преломления пластин 6 и 8. При этом луч, поступающий в слой жидкого кристалла 7от источника 3 монохроматическогосвета, выходит через пластины,6 и 40 8 в виде узкой полосы, т.е. становится видимым, Положение этой светящейся полосы зависит от величины измеряемого .напряжения, При увеличенииэтого напряжения светящаяся полоса 45 монохроматического света, выходящаячерез пластины 6 и 8, смещается вдольпластин 6 и 8 в сторону, противоположную призме 2.При работе устройства световойпоток от источника 3 монохроматического света одновременно воздействует на фотодиод 4, изменяя его проводимость, Световой поток, прошедший 55через. жидкий кристалл 7, пластину 8и собирающую линзу 9, воздействуетна Фотодиод 101 Дифференциальныйусилитель 11 по рассогласованию проводимости Фотодиодов 4 и 1 О формиру523 Составитель И, КоноваловТехред М.Дидык Корректор М, Самборская Редактор И. Шулла Заказ 277 Тираж 555 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР1.13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.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 это приведет к повышению чувствительности в (5-10 ) раз, контрастности в 100 раз, 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. 26 Формула изобретенияУстройство для измерения напряжения по авт, св. 11 109345, 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 4 отодиода, собирающая линза, управляемый источник питания и диеренциальный усилитель, при этом первый юотодиод соединен оптически с источником монохроматического света и подключен к первым двум входам диеренциального усилителя, а второй отодиод 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,