Нуль-индикатор

(22) Заявлено 07.05,79 (21) 2762233/18-24с присоединением заявки Мо -ата опубликования описания 10.03.8 Г. Ф. Вербов и А. Г, Сукиязов явител 4) НУЛЬ-ИНДИКАТОР Однако это устройство им бильность и чувствительность левого значения входного на Известен нуль-индикатор постоянного тока, состоящий ного усилителя, формироват порогового напряжения, ком рогового элемента и фильтрает низкуфикса цип ряженияс усидииз операля, истомутатора ю стаи нутел Однако этот нуль-и шое значение порога Цель изобретения чувствительности нуль-индикатора. поИзооретенне относится к автоматике, электроизмерительной и вычислительной технике и может использоваться при построении высокоточных аналого-цифровых преобразователей и в системах автоматического контроля.Существует три основных типа нуль-индикаторов: регенеративные, прямого усиления и импульсные.Известен нуль-индикатор регенеративного типа, состоящий из широкополосного неинвертирующего усилителя с обшей глубокой отрицательной обратной связью и цепью положительной обратной связи, резистивно-емкостных полосовых фильтров, усилителя-ограничителя, низкочастотного фильтра, высокочастотного фильтра и модулято 1) Недостаток таких нуль-индикаторов -значительный дрейф нуля усилителей. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является нуль-индикатор, содержащий модулятор, выполненный на пьезоэлементе с одной зеркальной гранью, напротив которой расположено регистрирующее устройство, между модулятором и регистрирующим устройством укреплено полупрозрачное зеркало под углом 1 о 45 и зеркальной поверхности пьезоэлемента, источник монохроматического света, расположенный напротив полупрозрачного зеркала так, что направление светового пучка параллельно зеркальной поверхности пьезоэлемента, две противоположные грани ко-торого подсоединены ко входным клеммамнуль-индикатора. Известный нуль-индикатор обладает высоким входным сопротивлением, стабильностью, широким диапазоном изменения входного сигнала 3).Поставленная цель достигается тем, что в нуль-индикатор, содержащий модулятор, выполненный на пьезоэлементе, две противоположные грани которого подключены к входным выводам нуль-индикатора, полупрозрачное зеркало, установленное между 5 зеркальной гранью пьезоэлемента и оптическим входом преобразователя светового сигнала в импульсный под углом 45 к световому пучку, и источник монохроматического света, установленный на оси, параллельной зеркальной грани пьезоэлемента, введен дополнительный модулятор, выполненный на пьезоэлементе, зеркальная грань которого установлена на одной оси с источником монохроматического света по другую сто 15 20 50 рону полупрозрачного зеркала, а две другие грани пьезоэлемента дополнительного модулятора подключены к входным выводам нуль-индикатора. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого нуль-индикатора,Устройство содержит входные шины 1, связанные с взаимопротивоположными гранями пьезоэлементов модуляторов 2 и 3, зеркальная грань пьезоэлемента первого модулятора 2 расположена напротив входа фотоэлемента 4 преобразователя 5 светового сигнала в импульсный. Зеркальная грань пьезоэлемента дополнительного модулятора 3 находится напротив выхода источника 6 монохроматического света, а на пересечении осей, на которыХ установлены элементы 2 и 4 и 3 и 6 размещено полупрозрачное зеркало 7 под углом 45 к данным осям, первый выход фотоэлемента 4 через формирователь 8 импульсов, дифференцируюший блок 9, элемент И 10 связан с суммируюшим входом реверсивного двоичного Двустороннего счетчика 11. Второй выход фотоэлемента через аналогичные элементы связан с вычитаюшим входом счетчика 11, выход которого подключен к выходу нуль- индикатора 12.Преедлагаемый нуль-индикатор работает следующим образом.Монохроматический луч света от источника 6 делится на два когерентных луча полупрозрачным зеркалом 7, первый луч падает на зеркальную грань пьезоэлемента дополнительного модулятора 3, отражается сначала от нее, затем от полупрозрачного зеркала 7 и попадает на вход регистрирующего блока. Одновременно второй когерентный луч падает на зеркальную грань пьезоэлемента модулятора 2, отражается от нее и, пройдя через полупрозрачное зеркало 7, попадает также на вход регистрируюшего блока 5. Так как лучи когерентны, то на его входе наблюдается интерференционная картина.Пусть г 1 и г 2 - пути, которые проходят первый и второй лучи соответственно от источника 6 света до входа преобразователя 25 30 35 40 45 5. Тогда, если г 1 - г= гпту, то бует максимум интерференции, если г- г= - э -+/ минимум интерференции, где гп - целое число, 3, - длина волны монохроматического света,Пути г 1, г зависят от величины деформации пьезоэлементов, которая в обшей случае определяется по формулег= ,),где ЬГ - абсолютная величина деформации;с 1 - коэффициент, характеризующийобратный пьезоэффект материала;Ц, - входное контролируемое напряжение.Таким образом, только при наличии на входе 1 изменяющегося во времени контролируемого напряжения, на входе преобразователя 5 будет движение интерференционных полос, а при нулевом или установившемся значениях напряжения на входе 1 движения полос не будет. Движение интерференционных полос преобразуется фотоэлементами 4, формирователями 8, дифференцируюшим устройством 9 и элементами И 10 в короткие импульсы, которые поступают на суммирующий или вычитаюший входы реверсивного счетчика 11 в зависимости от возрастания или убывания входного контролируемого напряжения, а также и от его полярности.Куль-индикатор настраивается так, что в исходном нулевом состоянии в реверсивном счетчике записано Х импульсов. При наличии входного изменяюшегося напряжения на входе 1 в нуль-индикаторе действуют описанные выше процессы и реверсивный счетчик суммирует или вычитает импульсы, получаемые в преобразователе 5 при движении интерференционных полос, Как только входное напряжение равно нулю в реверсивном счетчике опять будет М импульсов, что определенным образом фиксируется на выходе 12. Применяя в нуль-индикаторе один пьезоэлемент, сдвиг интер ференцио нных полос, достаточный для регистрации, наблюдается при изменении разности расстояний ги гю на З/ (при этом зеркальная грань пьезоэлемента должна сместиться на /ф),Вводя в состав предлагаемого нуль-индикатора второй пьезоэлемент, включенный в схему так, что при определенной полярности входного сигнала один пьезоэлемент увеличивает, а второй уменьшает свои геометрические размеры (или наоборот), зеркальные грани каждого пьезоэлемента смещаются не на 7 ф, а на /ааДействительно, в этом случае путь г, увеличивается (уменьшается) на8 путь г уеньшаетс (увеличивается) также на Я +фЯ с /р, а результируюшая разность хода лучей изменяется на требуемую величину.Я, (так как Л/уф /)Таким образом, порог чувствительйостйЬБ предлагаемого нуль-индикатора умень809045шается по сравнению с известным в 2 раза. Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Мо 447674, кл. 6 05 В 1/01, 1972.2. Авторское свидетельство СССР Юо 504176, кл. 6 05 В 1/01, 1974.3. Авторское свидетельство СССР Юо 619896, кл. б 05 В 1/01, 1977 (прототип). что приводит к повышению чувствительнос.ти предлагаемого нуль-индикатора, 5 Нуль-индикатор, содержаший модулятор, выполненный на пьезоэлементе, две противоположные грани которого подключены к входным выводам нуль-индикатора, полупрозрачное зеркало, установленное между зеркальной гранью пьезоэлемента и оптическим входом преобразователя светового сигнала в импульсный под углом 45 к световому пучку и источник монохроматического света, установленный на оси, параллельной зеркальной грани пьезоэлемента, отличающийся тем, что, с целью уменьшения порога чувствительности, в него введен дополнительный модулятор, выполненный на пьезоэлементе, зеркальная грань которого установлена соосно с источником монохроматического света по другую сторону полупрозрачного зеркала, а две другие грани пьезоэлемента дополнительного модулятора подключены к входным выводам нуль-индикатора.Государстве елам изобре сква, Ж - 35 Патент,А Корректор В. Б94 Подписноенного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/5Ужгород, ул. Проектная, 4