Оптоэлектронный аналоговый преобразователь Советский патент 1985 года по МПК G06G9/00 

1 Изобретение относится к аналогоч вой технике, а именно к конструкции устройств для преобразования высокого напряжения в частоту свето вых импульсов, и может быть использовано для измерения высокого напряжения . Цель изобретения - повышение точности преобразования напряжения в частоту световых импульсов зг. счет снижения мощности, отбираемой из цепи источника высокого напряжения, и упрощение конструкции преобразователя, На чертеже представлена схема оптозлектронного аналогового преобразователя. Устройство содержит источник 1 высокого напряжения, первый токоограничительный резистор 2, времязадающую цепь 3, состоящую из накопительного конденсатора 4, фоторезис тора 5 и резистора 6 температурной компенсации, электрооптическую ячейку 7, фотодиод 8, компаратор 9 напря жения, электронный ключ 10, второй токоограничительный резистор 11, сзетодиод 12, измерительньш блок (частотомер) 13, источник 14 света, светодиоды 15 - 17, блок 18 питания причем времязадающая цепь 3, первый токоограничительный разисгор 2 и электрооптическая ячейка 7 образуют фоточувствительный времязадаюошй элемент 19, являющийся элементом обратной связи управляемого напряжения генератора 20 световых импульсов Реализация управляемого величиной измеряемого напряжения генератора 20 импульсов на основе электрооптической ячейки 7 упрощает конструкцию путем исключения источника питания на стороне высокого напряжения, что позволяет выполнить датчик измеряемо го напряжения в виде пассивного элемента. При этом отпадает необходимость отбора мощности от измерительной цопи, что ведет к исключению дополнительной погрешности при измерении высокого напряжения. Исключение отбора мощности от измерительной цепи позволяет применять предлагаемое устройство для измерения высоких напряжений в слаботочных цепях. Исключение источника питания и преобразователя аналогового напряжения в импульсное, находящихся на стороне высокого напряжения. 852 предоставляет возможность выполнить устройство в виде оперативного измерительного прибора. Устройство работает следующим образом. Измеряемое высокое напряжение источника 1 прикладывается через высокоомный резистор 2 к конденсатору 4. При отсутствии управляющего напряжения на электрооптической ячейке 7 система отрегулирована так, что из передающего световода 15 вприемный световод 16 проходит максимальный световой поток. Появление управляющего напряжения приводит к уменьшению светового потока, соответственно уменьшается и световой поток, падающий на фотоприемник 8, что приводит к срабатыванию компаратора 9, работающего в гистерезисном режиме. Точность срабатывания компаратора высокая. Электрический сигнал с выхода компаратора поступает на электронный ключ 10, соединенный через резистор 11 со светодиодом 12, где электрические импульсы преобразовываются в световые импульсы. Световой импульс по световоду 17 поступает на фоторезистор 5, сопротивление его уменьшается. Конденсатор 4 начинает разряжаться в течение времени, определяемого гистерезисом компаратора 9. Уменьшение управляющего напряжения на элёктрооптической ячейке 7 приводит к возрастанию светового потока, падающего на фотоприемник 8, компаратор 9 напряжения по истечении времени гистерезиса возвращается в исходное состояние, и процесс повторяется. Частота световых импульсов связана линейной зависимостью с величиной измеряемого напряжения источника 1. Пример. Компаратор 9 напряжения выполняют на микросхеме К521САЗ. На вход компаратора 9 подключают фотодиод 8 типа ФД2 ЭК, фоторезистор 5 типа ФПФ5-2, В качестве источников света 13 и 14 используют светодиоды типа АЛ307Б. Результаты проведенных испытаний покйзывают, что в предлагаемом оптоэлектронном аналоговом преобразователе упрощена конструкция устройства путем исключения источника питания на стороне высокого напряжения и устранена погрешность за счет существенного уменьшения отбора мощности от измерительной цепи.

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ АНАЛОГОВЫЙ 1П ЕОБРАЗОВАТЕПЬ, содержащий источник высокого напряжения, электрооптическуго ячейку, оптический вход которой связан с выходом источника света, подключенного к блоку питания, а оптический выход электрооптической ячейки связан с входом фотодиода, и измерительный блок, о т л и ч а root и и с я тем, что, с целью повышения точности преобразования высокого напряжения в частоту световых импульсов за счет снижения мощности, отбираемой из цепи источника высокого напряжения, и упрощения конструкции преобразователя, в него введены первый и второй токоограничительные резисторы, времязадающая цепь, состоящая из накопительного конденсатора, резистора температурной компенсации и фоторезистора, соединенных параллельно, компаратор.напряжения, . злектронный ключ и светодиод, оптический выход которого связан с входом фоторезистора, выводы которого подключены к прозрачным токопроводящим злектродам злектрооптической ячейки, первый злектрод которой соединен через первый токоограничительный резистор с первым выводом источника высокого напряжения, а второй (Л ; электрод соединен с вторым .выводом источника высокого 1гапряжения, вьшоды фотодиода подключены к соответствующим входам компаратора напряжения, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа, информационный вход которого соединен 00 с выходом блока питания, а выход электронного ключа соединен с входом измерительного блока и через 00 второй токоограничительньш резисел тор - с анодом светодиода, катод которого подключен к шине нулевого потенциала преобразователя.