Нуль-индикатор

Союэ Советски Социалистически РеспубликОП ИСАНИИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ(51) М. Кл. .С,05 В 1 245143 1/18 ением заявк при Государственный квинтет Совета Мнннстроа ССС ао делам нзобрвтенн н откритнй(45) Дата опубликования БюллетеньЭ 0 писания 28,06,78 ДК 621.72 (088.8) С, Расшепляевй А. Е. Богатыхй В, ф. Вербо и А, И, Крапива72) Авторы изобретен 1) Заявитель 4) НУЛЬ-ИНДИКАТОР с усилителем из операционляй источникамутатора, поро11. неностатявляется знаи 2 Изобретение относится к области автоматики, эпектроизмерительной и вычислительной техники и может использоватьсяпри построении высокоточных аналого-цифровых преобразователей и в системахавтоматического контроля,Известен нуль-индикаторпостоянного тока, состоящийного усилителя, формироватепорогового напряжения, комгового элемента и фипьтраком такого нудь-индикаторачительный дрейф нуля усилителя.Известен также нуль-индикатор с модуляцией входного сигнала, который состоит из модулятора, усилителя переменного тока, амплитудного детектора, линиизадержки и схемы формирования импульсов 21. Такое устройство не нмеет Нрейфа нуля, а следовательно, обладает более 20высокой точностью, однако оно имеет,меньшее быстродействие, зависящее, вчастности, от частоты модуляции,Наиболее близким техническим решенем к предложенному является нуль инди катор, содержащий модулятор, выпонненный на пьезоэпементей две противоположные грани которого являются входнымиклеммами нуль-индикаторай и регистрирующий блок, состоящий из фотоэлемента,выходы которого через две цепочки из последовательно соединенных формирователя импульсов, дифференцируюшего блокаи элемента И подключены к соответствующим входам реверсивного счетчика 13 .Недостатком такого нуль-индикатора является низкая точность фиксации нулевого значения напряжения,Целью изобретения является повышениеточности фиксации нулевого значения напряжения,Для этого в устройство введены попупрозрачное. зеркало, неподвижное зеркалои источник монохроматического света, напути светового пучка которого последовательно установлены полупрозрачное зерокало под углом 45 н неподвижное зеркало, причем полупррзрачное зеркало размещено между зеркальной гранью пьезоэлемента, которая расположена параплельно световому пучку источника монохроматического света и фотоэлементом регистррирующего блока.На чертеже изображена структурнаясхема предлагаемого нудь-индикатора.Входные клеммы 1 связаны с двумякротивопопожными гранями пьезоэлемента 2, зеркальная грань которого распоповжена на одной оптической оси с фотоэлементом 3 регистрирующего блока 4.Неподвижное зеркало 5 расположено 10на одной оптической оси с источником монохромвтического света 6, причем осирасположены во вэаимноперпендикупярныхплоскостях, Нв пересечении оптическихосей установлено попупрозрачноое зеркало 157, расположенное под углом 45 к осям.Выходы фотоэлемента 3 соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного двоичного счетчика 8.через соответствующие формиромтепь импульсов 9,20дифференцирующий блок 10 г элемент И11. Выход реверсивного счетчика 8 соединен с выходом 12 нуль-индикатора.Нуль-индикатор работает следующимобразом. 25Монохроматический пуч света от источника 6 делится на два когерентныхпуча полупрозрачным зеркалом 7, Далеепервый луч падает на неподвижное зеркало 5, отражается от него, от попупрозрач-ЗОного зеркала 7 и попадает на вход регистрирующего блока 4. Одновременно второйй когерентный пуч падает на подвижНую зеркальную грань пьезоэлемента 2,отражается от нее и, пройдя через полу- .З 5прозрачное зеркало 7, попадает также навход регистрирующего блока 4, Так как.лучи когерентны, то нв входе регистрирующего блока 4 будет наблюдаться иитерференционная картина,40Путьи ф- пути, которые проходят первый и второй лучи соответственноот источника света 6 до входа регистрирующего блока 4. Тогда еспи -Р 1 И.Дто будет максимум интерференции, если 45дшщдущ шффеенша,Я +Аггде М- целое число, А - длина волнымонохроматического света.Путь ф зависит от величины деформации пьезоэлемента, которая в общем спучае определяется по формулед: И,где Ьг - абсолютная величина деформации,С - коэффициент,характеризующийобратный пьезоэффект. материала;55ц - входное контролируемое напряжеХние.Таким образом, только при наличиина входе 1 изменяющегося во времени контролируемого напряжения, на входе регистрирующего блока 4 будет движениеинтерференционных полос, а при нулевомзначениинапряжения нв входе 1 движе-,ния полос не будет. Движение интерференционных полос преооразуется фотоэпементами 3, формиромтелями импульсов 9,дифференцирующимн блоками 10, погическими элементами И 11 в импульсы, которые поступают на суммирущий ипи вычитающий входы реверсивного счетчика 8 в.зависимости от возрастания ипи убываниявходного контролируемого напряжения, атакже и от его полярности,Нуль-индикатор настраивается так, чтв исходном нулевом состоянии в реверсиМном счетчике записано, например, М импу,пьсов, При наличии входного изменяющегося напряжения на входе 1 в нуль-индикаторе действуют описанные выше процессы и реверсивный счетчик суммирует ипивычитает импульсы, получаемые в регист,рирующем блоке 4 при движении интерференционных полос. Но как только входноенапряжение станет равным нулю, в реверсивном счетчике опять будет Я импульсов,что определенным образом фиксируется навыходе 12,Предлагаемый нуль-индикатор обеспечивает высокую точность измерения нулевого значения напряжения. Сдвиг интерференционных полос, достаточный дпя регистрации, будет наблюдаться при измененииразности расстояния г и И на величину,равную половине длины волны света Х/2,Точность можно еще более повысить, применив пьезоматеривпы с большим значением коэффициента Д.Кроме того, предлагаемый нуль-индикатор имеет малую инерционность, отсутствие гистерезиса, достаточно простую конструкцию.Формула изобретенияНуль-щщикатор, содержащий модулятор, выполненный на пьезоэлементе, две противоположные грани которого являются входными клеммами нуль индикатора, и регистрирующий блок, состоящий из фотоэлемента, выходы которого через две цепочки иэ последовательно соединенных формиромтепя импульсов, дифференцирующего блока и элемента И подключены к соответствующим входам реверсивного счетчика, о т и и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности фиксации нулевого значения напряжения, в него введены полупрозрачное зеркало, непод619896 Составитель С. Беланедактор Н. Каменская Техред О. Андрейко Корре Ы. Демчик ПодписноеСовета Минкрыт ийнаб., д. 4/5 06/43 Тираж 1033 ЦНИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушская в СССР илиал ППП фПатентф,. г. Ужгород, ул, Проектная,вижное зеркало и источник монохроыатического света, на пути светового пучка которого последовательно установленыо полупрозрачное зеркало под углом 45 и неподвижное зеркало, причем полупроэрач ное зеркало размещено между зеркальной гранью пьезоэлемента, котораи располо-. жена параллельно световому пучку источника монохроматического света и фотоалементом регистрирующего блока. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе: 1, Авторское свидете.ьство СССР% 504176, кй, Су 05 В 1/01, 1974. 2. Авторское свидетельство СССРЖ 243282, кл. С 06 3 3/00, 1957, 3. Авторское свидетельство СССРМ 374574, кл. 6 05 В 1/01, 1963.