Аналоговый электроизмерительный прибор

(23) Приоритет -Опубликовано 230283, Бюллетень Йо 7Дата опубликования описания 23.02.83 6 з 1) м,кп. 001 Я 19/00 Государственный комнтет СССР но делам нэобретеннй н открытнй(71) Заявитель овский инст лектронного машино.54) АНАЛОГОВЫЙ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР вещество ким эффек истикой, ектродаИзобретение относится к электроизмерительиой технике и может быть использовано для измерения напряже- . ния и тока.Известен электроизмерительный прибор, содержащий входные зажимы, параллельно которым подключены резистивные делители напряжения, транзисторы, переходы база-эмиттер кото-. рых связаны с,источником опорного . напряжения и раздельно подключены к выходам делителей, и электролюминисцеитные ячейки, включенные в цепи коллекторов транзисторов 1Недостатком известного электро- измерительного прибора является его сложность и недостаточная точность измерений при ограниченном количестве каналов с электролюминисцентными ячейками.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является аналоговый электроизмерительный прйбор, содержащий две плоские диэлектрические пластины, расположенные по отношению друг .к другу клинообразно с линейно йзменяющимся зазором вдоль шкалы прибора, два плоских прозрачных электрода, нанесенных на внутренние поверхности пластин, присоединенные к входу прибора, иобладающее электрооптичесВ том с нелинейной характерзаполняющее зазор между элми 2.Онако известный аналоговый электроизмерительный прибор имеет Недостаточную точность, обусловленную линейным характером изменения зазора между электродами и влиянием механических воздействий, и недостаточную чувствительность, связанную с конечным значением пороговой напряженности электрического поля, необходимой для возбуждения электрооптического эффекта.Цель изобретения - повышение точности и чувствительности аналогового, электроизмерительного-прибора.Поставленная цель достигается тем, что в аналоговом злектроизмерительном приборе, содержащем прозрачную диэлектрическую пластину, два электрода, расположенные один относительно другого с зазором, изменяющимся вдоль шкалы прибора, один из которых закреплен на пластине, и вещество, обладающее электрооптическим эффектом с нелинейной характеристикой, заполнявшее зазор междуэлектродами, второй электрод закреплен на той же диэлектрической пластине, электроды размещены с зазором,изменяющимся вдоль шкалы прибора поэкспоненциальному закону, и дополнительно введен усилитель, вход которого присоединен к входу прибора,а выход связан с указанными электродами. Отношение величины зазора между электродами в конце шкалы приборак величине зазора в начале шкалы ус Отанавливают в пределах 2,5-5,3Усилитель может быть выполнен слинейной характеристикой, а также антилогарифмирующим.На фиг. 1 изображена блок-схема 15прибора, на фиг. 2 - расположениеэлектродов на диэлектрической пластине, на фиг. 3 - шкала прибора, разрез, на фиг, 4 - кривые максимальнойприведенной погрешностидлох извест Оного (а ) и предлагаемого б ) приборов,и относительного выигрыша К в точностиб) в зависимости от значения отношения величин зазоров между электродами в конце и начале шкалы прибора. 25Электроизмерительный прибор содержит (фиг. 1) входной усилитель 1 исобственно аналоговый измерительныйприбор 2, включающий прозрачную диэлектрическую пластину 3 ( фиг, 2,3), ЗОна которой закреплены два электрода 4и 5 с зазором 6 по отношению другк другу, который заполнен веществом7 фиг. 3), обладающим электрооптическим эффектом. Эаэор 6 между электродами 4 и 5 от значения Ь, соответствующего началу шкалы прибора,до значения Ь К в конце шкалы изменяется по экспоненциальному закону,что достигается соответствующей фор Омой электродов 4 и 5. Электроды 4и 5 раздельно подключены к выходнымзажимам усилителя 1, на вход которого подается измеряемая электрическая величина.45Отношение Ь/Ьн величины зазора 6между электродами 4 и 5 в конце иначале шкалы прибора наиболее целесообразно установить в пределах2,5 - 5, что обеспечивает существенное повышение точности прибора иисключает возможность электрического пробоя между электродами 4 и 5.Усилитель 1 повышает .чувстви-.тельность прибора и одновременнослужит для получения требуемой шкалыприбора. При этом для получения логарифмической шкалы прибора в качестве усилителя 1 используют усилитель с линейной характеристикой,а для получения линейной шкалы - антилогарифмический усилитель.Прибор работает следующим образом.Измеряемое напряжение Ор 3 подается на вход усилителя 1, а с его 65 выхода прикладывается между электродами 4 и 5. При этом напряжения, приложенные к различным участкам вещества 7, обладающего злектрооптическнм эффектом, - жидкого кристалла, заполняющее зазор б, оказываются одинаковыми, так как разность потенциалов между электродами 4 и 5, определяемая выходным напряжением усилителя 1, постоянна по длине шкалы прибора. Однако вследствие изменения величины зазора б между электродами 4 и 5 изменяется и толщина жидкокристаллического слоя между электродами 4 и 5, поэтому напряженность электрического поля в слое жидкого кристалла 7 по длине шкалы изменяется. При любой величине измеряемого напряжения напряженность электрического поля в слое жидкого кристалла 7 в начале шкалы прибора больше, чем в конце шкалы величина зазора 6 между электродами 4 и 5 увеличивается в направлении от начала к концу шкалы . При достаточно большой величине измеряемого напряжения напряженность электрического поля в слое жидкого кристалла 7 достигает пороговой. При этом вся шкала прибора разделяется на две части, в одной иэ которых напряженность электрического поля больше, а в другой - меньше пороговой. На границе между указанными частями напряженность электрического поля равна пороговой, т. е. она соответствует переходу жидкого кристалла из ненозбужденного состояния в возбужденное.При изменении измеряемого напряжения изменяется и распределение напряженности электрического поля, вследствие чего происходит перемещение границы возбуждения и изменяется длина возбужденной части шкалы прибора. Если бы электрооптический эффект имел идеальную характеристику, то переход жидкого кристалла 7 из невозбужденного состояния в возбужденное происходил бы точно при напряженности Е электрического поля, равной пороговой Еь = Еп. В этом случае граница возбуждения жидкого кристалла 7, определяющая показания прибора, была бы резкой. Однако изза конечного значения абсолютной ширины порога ЬЕ возбуждения электрооптического эффекта, граница возбуждения жидкого кристалла размывается, что приводит к погрешности отсчета показаний прибора. Ее величина определяется с одной стороны параметрами электрооптической характеристики используемого эффекта в жидком кристалле, а с другой стороны - коиструкцией прибора, и в частности, характером изменения величины зазора б между электродами по длине шкалы.998969 ф рода, расположенные один относительно другого с зазором, изменяющимся вдоль шкалы прибора, один из которых закреплен на пластине, и вещество, обладающее электрооптическим эффектом с нелинейной характеристи-: кой, заполняющее зазор между электродами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, второй электрод закреплен на той же диэлектрической пластине, электроды размещены с зазором, изменяющимся вдоль шкалы прибора по экспоненциальному закону, и дополнительно введен усилитель, вход которого присоединен к входу прибора, а выход связан с указанными элек. тродами.2. Прибор по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что отношение величины зазора между электродами в конце шкалы к величине зазора в началешкалы устанавливают в пределах 2,5-5.3. Прибор по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что усилитель выполнен с линейной характеристикой.4. Прибор по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что усилительвыполнен антилогарифмирующим.10 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 437973, кл. 6 01 й 19/00, 28. 07. 722. Исследование по созданию полу 35 проводниковых и кристаллических ин-дикаторов (светодиодные, жидкокристаллические, катодолюминисцентныеи др.) .(Отчет) СПИ. 126.291, ВНИИЗП,Л., 1974, с. 175 (прототип)./68Тираж 708ВНИИПИ Государственного компо делам изобретений и от3035, Москва, Ж, Раушска Филиал ППП фПатент, гУжгород, ул. Проектна Заказ 1149 Подписноитета СССРкрытий11 я наб., д. 4/5