Устройство регистрации электрических сигналов

(56) Авторско В 800893, кл.Авторское У 598101, кл. м Ю ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИЙ(71) Московский институт радэлектроники и автоматики(54) УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ ЗЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится кэлектроизмерительной техники,ности к устройствам для образногопредставления электрических величин.Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение функциональных возможностей устройства. В основевыполнены пазы 2 шириной 8 и спространственным периодом Т. При этоотношение 3/Т составляет не более0,45. На прозрачные электроды 3 нане12575 сен прозрачный гелеобразный деформн" руемый слой 4, Между стеклянной пластиной б с прозрачным электропроводящим слоем 7 и основой 1 на греб чх пазов 2 размещен светонепроницаемый слой 5. Электрический сигнал 12 подают на один из электродов 3 и электро- проводящий слой 7. Часть светового потока 11, проходя через гелеобразный деформируемый слой 4, попадает на цилиндрическую линзу 8 и проецируется светочувствительным носителем 9. Последний установлен с возможностью перемещения в плоскости, параллельной пазам 2 основы 1 и перпендикулягцой образующей цилиндрической линзы 8. Устройство позволяет осуществить ре 26гистрацию электрических сигналов счастотой до 100 кГц, определяемой быстродействием гелеобразных носителей.Управление гелеобразным деформируемымслоем электрическим полем регистрируемого сигнала позволяет регистрировать электрические сигналы с мощностью до 10Вт. Управление модуляциейсветового потока посредством гелеобразного слоя позволяет удешевить изготовление устройства, упростить егоконструкцию, снизить его массу и габариты. Использование цилиндрическойлинзы 8 позволяет более полно использовать световой поток,.что повышает чувствительность устройства,2 з,п. ф-лы. 2 ил.Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствай для образного представления электрических величинЦель изобретения - повьппение чувствительности и расширение функциональных возможностей за счет регистрации на светочувствительном носителе, а также расширение динамического диапазона регистрируемого сигнала.На фиг, 1 представлена схема устройства записи электрических сигналов; на фиг,2 - примеры изображений регистрируемых электрических сигналов первые два примера - при регистрации двоичных электрических сигналов, третий пример - при регистрации аналоговых сигналов).Устройство записи электрических сигналов содержит основу 1, выполненную в виде стеклянной пластины с пазами 2 шириной 3, и с пространственным периодом Т, На дне пазов 2 нанесены прозрачные электроды 3, поверх которых нанесен прозрачный гелеобразный деформируемый слой 4. На гребнях, образованных пазами 2 основы 1, нанесен светонепроницаемый слой 5, Стеклянная пластина 6 расположена ка основе 1 со стороны пазов 2 и покрыта с внутренней стороны прозрачным электропроводящим слоем 7. Со стороны основы 1 размещен проекционный обьектив, выполненный в виде цилиндрической линзы 8, в заднем Фокусе которойнаходится рабочая поверхность светочувствительного носителя 9, при этомоснова 1, цилиндрическая линза 8 ирабочая поверхность светочувствителького носителя 9 расположены параллельно в пространстве, Светочувстви тельный носитель 9 с помощью блока 10перемещения перемещается таким обра.зом, что направление его движения параллельно лазам 2 основы 1 и перпендикулярно образующей цилиндрической 5 линзы 8. Регистрацию электрическихсигналов на светочувствительном носителе 9 осуществляют с помощью параллельного светового потока 11, проходящего последовательно со стороны 20 стеклянной пластины б через деформируемый слой 4 и цилиндрическую линзу8 и поступающего на светочувствительный носитель 9. В качестве деформируемого гелеобразного материала слоя 4 2 можно использовать, например, материал из полиорганосилоксацового каучука, пластифицированного полиметилсилоксиловой жидкостью. Регистрируемые электрические сигналы 12 подают ЗО на блок 13 управления, общая точка 14которого соединена с прозрачным электропроводящим слоем 7, при этом выходы 15 соединены с электродами 3, авыход 16 - с блоком 1 П перемещения.1257 Устройство регистрации электрических сигналон работает следующим образом.. Регистрируемый электрический сигнал 12 с помощью блока 13 управления5 подают на один из электродов 3 и электропроводящий слой 7. При этом на поверхности гелеобразного деформируемого слоя 4 под действием пондеромоторных сил электрического поля образуется геометрический рельеф, глубина которого пропорциональна величине напряженности электрического ноля. По окончании действия электрического сигнала величина пондеромоторных сил уменьшается до нуля, и геометрический рельеф стирается под действием упруговяэких сил и сил поверхностного натяжения гелеобраэного материала деформируемого слоя 4. Часть светового потока 11, проходя через гелеобразный деформируемый слой 4, при отсутствии регистрируемых электрических сигналов, попадает на цилиндрическую линзу 8 в виде параллельных световых полос. Зти световые полосы с Помощью цилиндрической линзы 8 проецируются на светочувствительном носителе 9 н виде точек, Размеры точек по координате з равны иэображениям ширины паЗО эов 3, образованных светонепроницаемым слоем 5. При движении светочувствительного носителя 9 на нем обраэонынается ряд параллельных полос.Для обеспечения минимальных размеров З 5 изображений точек необходимо, чтобы рабочая поверхность светочувствительного носителя 9 находилась в заднем фокусе цилиндрической линзы 8, так как отклонения от фокусного расстоя ния приведут к увеличению размеров .точек по координате У и тем самым ухудшается качество регистрации электрических сигналов, При подаче регистрируемых сигналов рельеф на поверх ности гелеобразнаго слоя 4 рассеивает проходящий через него световой поток 11 тем больше, чем больше глубина рельефа. При этом размеры изображения точек на светочувствительном носите ле 9 увеличиваются по координате з пропорционально величине регистрируемого сигнала, Кроме того, масштаб изображения точек на светочувствительном носителе 9 зависит от расстояния между деформируемым гелеобразным слоем 4 и рабочей поверхностью светочувствительного носителя 9, Это объ 526 4ясняется тем, что геометрический рельеф на поверхности гелеобраэного слоя 4 изменяет напранление проходящего через него светового потока 11. При этом угол рассеивания светового потока зависит от глубины рельефа иообычно не превышает 12 , Следовательно, с увеличением расстояния от геле- образного слоя 4 до рабочей поверхности светочувствительного носителя 9 увеличивается изображение размеров точек, При перемещении светочувствительного носителя 9 на его рабочеи поверхности заснечивают полосу, пропорциональную величине регистрируемого электрического сигнала, Получаемая картина записи сигналон поясняется на фиг,2, На снеточунствительном носителе 9 регистрируют осциллограмму электрического сигнала н ниде эа-. свечинаемой полосы, огибающая которой пропорциональна величине регистрируемого электрического сигнала, причем полоса имеет ось симметрии в направлении движения светочувствительного носителя, совпадающую с осевой линией изображения паза 2, По ширине засвечиваемой полосы судят о величине регистрируемого сигнала. Для одновременной регистрации нескольких электрических сигналов их подают на соответствующие электроды 3 и электропроводящий слой 7. Временной масштаб регистрируемого электрического сигнала задается блоком 13 управления и определяется скоростью перемещения све" точувстнительцого носителя 9.При регистрации, например, двоичных электрических сигналов для лучшего восприятия записанной информации необходимо, чтобы ширина заснечиваемой полосы, образованной в отсутствие электрических сигналон, была н два раза меньше ширины эасвечнваемой.полосы, образованной с помощью электрических сигналов, при этом, исходя из максимальной плотности записи регистрируемых сигналов, отношение ширины 3 пазов 2 к их пространственному периоду Т составит 0,5. Однако при этом произойдет слияние изображений регистрируемых снгцалан, записываемых на смежных каналах, Чтобы це происходило слияния изображений электрических сигналов, записываемых ца смежных каналах, максимальцое значение отношения 3 /Т должцо б;1 ть це более 0,45 это позволит получить четкое разгра 5 1257 ничение изображений электрических сигналов на светочувствительном носителе 9. Минимальное значение отношения 3/Т, что соответствует максималь.ной величине изображения электричес 5 кого сигнала, зависит от ширины используемого светочувствительного носителя, числа каналов (пазов 2), регистрируемых электрических сигналов, расстояния между гелеобразным слоем 4 и рабочей поверхностью светочувствительного носителя и в каждом кон. кретном случае оптимизируется, При умельшении отношения 3 /Т увеличивается максимально возможная величина изображения сигнала, а следовательно, возможная величина самого регистрируемого сигнала, что приводит к увели чению его динамического диапазона. Для регистрации электрических сигналов на светочувствительном носителе 9 в широком диапазоне амплитуд напряжений пазы 2 основы 1 заполняют,гелеобразным материалом с различнымравновесным модулем сдвига, В этомслучае глубина рельефа гелеобразногослоя 4 зависит от величины значенияравновесного модуля сдвига гелеобраэ-ного материала, который связан процентным соотношением структурообразующего и пластификатора, например, полиорганосилоксацового каучука и полиметилсилоксановой жидкости. Так, на 35пример, с увеличением процентного содержания полиорганосилоксанового каучука пропорционально возрастает значение равновесного модуля сдвига. Приэтом равновесный модуль сдвига гелеобразного материала подбирают такимобразом, чтобы для образования геометрического рельефа деформируемогослоя 4 каждого паза 2 основы 1 былодостаточно данного диапазона напряже 1 гния электрического поля регистрируемых сигналов,526ЬФормула изобретения1. Устройство регистрации электрических сигналов, содержащее основу,выполненную в виде стеклянной пластины с пазами, на дце которых нанесены прозрачные электроды, с гелеобраэцым деформируемым слоем, стекляннуюпластину, расположенную со стороныпазов, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения чувствительности и расширения функциональных возвожностей за счет регистрации на светочувствительном носителе, в неговведены прозрачный электропроводящийФслой, расположенный ца внутренней поверхности (стороне) стеклянной пластины, коммутатор, общий вывод которого соединен с прозрачным электропро"водящим слоем а выходы соединены спрозрачными электродами, светонепроницаемый слой, нанесенный на гребняхосновы, проекционный объектив, выполценць 1 й в виде цилиндрической линзы,светочувствительный носитель записис блоком перемещения, при этом основа, цилиндрическая линза и рабочаяповерхность светочувствительного носителя оптически сопряжены и расположены параллельно в пространстве, причем пазы основы ориентированы параллельно движению свсточувствительногоносителя и перпендикулярны образующейцилинцричсской линзы, в заднем фокусекоторой расположена рабочая поверх,ность светочувствительного носителя.2. Устройство по п,1, о т л и ч ао щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона, отношение шарины пазов основы к пространственному периоду составляет не более 0,45,3, Устройство по пп,1 и 2, о т. -л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це- лью расширения динамического диапазо-.на, пазы основы выполнены с гелеобразным деформируемым слоем с различными равновесными модулям, сдвига./5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проект Тираж 72 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Раушкомитета СССи открытийская наб д