Устройство для регистрации положения максимума исследуемой физической величины (варианты) Советский патент 1983 года по МПК G01D5/39 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для исследования изменения физических характеристик различных объектов,-

Известно устройство для регистрации физических величин, содержащее сканирующее устройство и электронно-лучевой индикатор l.

Недостатком устройства является отсутствие автоматической фиксации положения максимума исследуемой величины.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее сканирующий узел, подключенный к блокуформирования импульса соответствующего моменту прохождения максимума исследуемой величины фотометрический клин, фотоэлектрический преобразователь и измерительный прибор. Принцип работы устройства основан на аналоговом преобразовании, с помощью фотометрического клина, положения светового пятна на экране электронно-лучевой трубки в напряжение (ток ) фотоэлектрического преобразователя с последующей фикс ацией величины этого напряжения ( с помощью измерительного прибора С2 ,

Недостатком устройства является зависимость показаний, выходного прибора не только от положения светового пятна на экране электронно-лучевой трубки, но и от его яркости, т.е от интенсивности электронного луча трубки. Поэтому передкаждым применением устройства необходима его калибровка с помощью специального прибора, позволяющего задавать различные положения максимума исследуемой величины относительно начала развертки электронно-лучевой трубки. Кроме того, случайные изменения яркости луча, например из-за нестабильности напряжения питания электроннолучевой трубки, приводят к погрешности в регистрации положения максй;Мума исследуемой величины.

Цель изобретения - упрощение Эксплуатации устройства за счет исключения необходимости его калибровки перед каждым применением, а также повышение точности регистрации положения максимума исследуемой величины ,

Цель достигается тем, что в устройство для регистрации положения максимума исследуемой физической величины, содержащее сканирующий узел подключенный через формирователь импульса и генератор развертки к соответствуницим входам электронно-лучевой трубки, фотометрический клин, первый фатоэлектрический преобразователь и измерительный прибор, введены расщепитель светового потока.

второй фотоэлектрический преобразователь и делитель напряжений, входы которого соединены с выходами фотоэлектрических преобразователей, а выход - с входом измерительного 5 прибора, при этом расщепитель светового потока посылает половину потока на второй фотоэлектрический .преобразователь . а вторую половину через фотометрический клин на первый фоQ тоэлектрический преобразователь.

Согласно второму варианту введены генератор вертикальной развертки , подключенный к соответствующему входу электронно-лучевой трубки, второй фотоэлектрический преобразователь и делитель напряжения, входы которого соединены с выходами фотоэлектрических преобразователей, а выход - с входом измерительного прибора, при этом первый фотоэлектрический преобразователь с размещенным перед, ним фотометрическим клином размещены в половине

экрана электронно-лучевой трубки, а в нижней половине - второй фотоэлектрический преобразователь.

На фиг, 1 изображена структурная . схема регистратора ;: на фиг, 2 - то же, вариант.

Устройство содержит сканирующий

0 узел 1, блок 2 форьшрования импульса, генератор 3 развертки, электронно-лучевую трубку 4, расщепитель 5 светового потока, фотометрический клин 6, первый фотоэлектрический

5 преобразователь 7, второй фотоэлектрический преобразователь 8, вычислитель 9 двух напряжений, измерительный прибор 10,

По второму варианту (фиг, 2) устройство содержит сканирующий узел 11, блок 12 формирования импульсов, генератор 13 развертки, электроннолучевую трубку 14, блок 15 смещение пятна по вертикйлиу первый фотоэлектрический преобразователь 16, второй

5 фотоэлектрический преобразователь 17, фотометрический клин 18, вычислитель 19 отношения двух напряжений, измерительный прибор 20,

Сканирующий узел 1 имеет два вы0-хода, первый из которых присоединен к блоку 2 формирования и ипульса, а второй - к генератору 3 развертки. Выход блока формирования импульса присоединен к катоду электронно-лу5 чевой трубки 4, а выход генератора 3 развертки присоединен к горизонтально-отклоняющим пластинам элект ронно-лучевой трубки 4, Перед экраном электронно-лучевой трубки 4 усQ тановлен.расщепитель 5 светового потока, один из выходов которого направлен через фотометрический клин б на вход первого фотоэлектрического преобразователя 7, а второй выход расщепителя -непосредственно

направлен на вход второго фотоэлектрического преобразователя 8. Выходы фотоэлектрических преобразователей 7 и 8 соединены с входами вычислителя 9 отношения двух напряжений, а выход вычислителя 9 отношения присоединен г к измерительному прибору 10. .

Устройство работает следующим образом.

: Сигнал с узла 1 подается на блок 2, вырабатывающий короткий прямоугольный импуль.с в момент максимума сигнала. Импульс блока 2поступает на катод электронно-лучевой трубки 4 и открывает ее. Так.как генератор :1 азвертки синхронизирован с работой узла 1, то на экране электронно-луч лой трубки 4 появится светящееся пятно, положение которого на горизо тальной развертке зависит от времен принятия исследуемой физическойвел чиной максимального значения после начала сканирования. Благодаря применению фотометрического клина 6 средняя освещенность рабочей поверх ности первого фотоэлектрического преобразователя 7 зависит как от яркости луча, так и от положения св тящейся точки на развертке электрон но-лучевого индикатора. Для того, чтобы исключить зависимость показаНИИ прибора 10 от яркости луча, час светового потоку с экрана электронно-лучевой трубки 4 ответвляется с помсяцью расщепителя 5 на второй фотоэлектрический преобразователь 8. С выходов обоих фотоэлектрических преобразователей 7 и 8 напряжения подаются на разные входы вычислител 9 отношения двух напряжений. Напряжение выхода первого фотоэлектрическохо преобразователя является функцией яркости луча ffw) и положения светового пятна на развертке Ч (х), т.е. напряжение на первом входе вычислителя отношений Og f(w)4). Напряжение выхода второго фотоэлектрического преобразователя является функцией только яркости луча т.е. напряжение на втором входе вычислителя Выходное напряжение вычислителя отношения двух напряжений равно вк tt4u)f(x).p, . . т:-- -Ч ) вых Ц г,е. является только функцией положения пятна на развертке электронно-лучевой трубки. Это напряжение и фиксируется измерительным прибором 10. Устройство по второму варианту работает следующим образом.

Сигнал с узла 11 подается На блок 12, вырабатывающий короткий прямоугольный импульс 5 момент мак.симума сигнала. Импульс блока 12 поступает -на катод электронно-лучевой трубки 14 и открывает ее. Так как генератор 13 развертки синхронизирован с работой узла 11, то на экранё электронно-лучевой трубки появится светящееся пятно, положение которого на горизонтальной развертке зависит от времени принятия исследуемой физической величиной максимального значения после начала сканирования. Под воздействием напРяжения переменной величины, поступаюадего на вертикально-отклоняющие пластины трубки с блока смещения пятна по вертикали, из светового пятна на экране трубки формируется 1световая линия, перпендикулярная .линии горизонтальной развертки таким .образом, что одна часть этой линии Находится в верхней половине экрана и световой поток этой части экрана падает на рабочую поверхность первого фотоэлектрического преобразователя через фотометрический клин. г-г Средняя освещенность рабочей поверхности .первого фотоэлектронного преобразователя, а следовательно, и его выходное Напряжение, зависят от положения этой части световой линии на развертке электронно-лу1евой трубки, а также от яркости луча трубки. Для того, чтобы исключить зависимость выходного напряжения уст ройства от яркости луча, в части экрана установлен второй фотоэлектрический преобразователь, на рабочую поверхность которого .непосредственно падает световой поток с нижней части экрана и, следовательно, выходное напряжение второго преобразователя является функцией только-яркости луча. Технико-экономическая эффективность заключается в следующем. При использовании известного устройства шкала прибора 10 может б1гть проградуирована только в относительных единицах, так как показания прибора зависят не только от полезной информации, заключающейся в положении светового пятна на развертке электронно-лучевой трубки, но и от Начальной яркости светового пятна. Поэтому перед каждым его применением необходима предварительная калибровка выходного прибора, т.е. приведение его градуировки в соответствие известным положениям максимума исследуемой физической величины. Эта операция весьма трудоемка и требует в комплекте устройства специального прибора - калибратора, позволяющего устанавливать различные положения максимума той или иной физической величины. В предложенном устройстве исключается зависимость показаний выходного прибора от яркости луча и возможно проградуировать шкалу прибора непосредственно в единицах времени, что исключает необходигюст в калибровке устройства и облегчает отсчет показаний. Кроме того, в показания прибора известного устройства могут быть внесены погрешности за счет случайных изменений яркости луча, например из-за нестабильности питания электронно-лучевой трубки. Для устранения этих погрешностей необходимо обеспечить высокую стабильность напряжения питания устройства, т.е . усложнить его схему включением стабилизаторов напряжений, снижающих зкономичност|| питания устройства. Однако наличие стабилизаторов питающих напряжений не исключает полностью вне.сения погрешностей, в показания прибора за счет случайных изменений яркости луча. В предлагаемом устройстве ошибки в показаниях прибора связанные с изменением яркости луча, практически исключаются.

1. Устройство ля регистрации положения максимума исследуемой физической величины, содержащее сканирующий узел, подключенный через формирователь импульса и генератор развертки к соответствующим входам электронно-луч1евой трубkH, фотометрический клин, первый фотоэлектрический преобразователь и измерительный прибор, отличающее с я тем, что, с целью увеличения производительности труда, в него введены расщепитель светового потока, второй фотоэлектрический преобразовать ль и делитель напряжений, входы которого соединены с выходами фотоэлектрических преобразователей, а выход - с -входом измерительного прибора, при этом расщепитель светового потока посылает- половину потока на второй фотоэлектрический пре.образователь, а вторую половину через фотометрический клин на первый фотоэлектрический преобразователь. 2. Устройство для регистрации положения максимума исследуемой физической величины, содержащее сканирующий узел, подключенный через формирователь импульса и генератор развертки к соответствующим входам электронно-лучевой трубки фотометрический клин, первый фотоэлектрический преобразователь и измерительный прибор,о тличающееся тем, что с целью увеличения производительности труда, в него введены генератор вертикальной развертки, подключенный к соответствуквдему рходу .электронно-лучевой трубки, второй фотоэлектрический преобразователь и делитель напряжений, входы которого соединены с выходами фотоэлектрических преобразователей, а выход - с входом измерительного прибора, при этом первый фотоэлектрический преобразователь с размещенными перед ним фотометрическим кли« ном размещен в верхней половине экрана электронно-лучевой трубки, а UP в нижней половине - второй фотоэлектю рический преобразователь. 00