Устройство регистрации электрических сигналов Советский патент 1986 года по МПК G01R13/14 

сен прозрачньй гелеобразный деформируемый слой 4. Между стеклянной пластиной 6 с прозрачным электропроводящим слоем 7 и основой t на греб}чх пазов 2 размещен светонепроницаемый слой 5. Электрический сигнал 12 подают на один из электродов 3 и электропроводящий 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 перпендикулярной о&раэующей цилиндрической линзы 8, Устройство позволяет огуществить реИзобретение относится к электроизмерительной технике,.в частности к устройства для образного представления электрических величин.

. Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение функцио- нальных возможностей за счет регистрации на светочувствительном носителе, а также расширение динамического диапазона регистрируемого сигнала.

На фнг.1 представлена схема уст- ройетва записи электрических сигналов} на фиг.2 - примеры изображений регистрируемых электрических сигналов

(первые два примера - при регистрации двоичных электрических сигналов, третий прг-шер - при регистрации аналоговых сигналов).

Устройство записи электрических сигналов содержит основу 1, выполненную в виде стеклянной пластины с пазами 2 шириной S, и с пространственным периодом Т. На дне пазов 2 нанесены прозрачные электроды 3, поверх которых нанесен прозрачный гелеобраз- яый деформируеьдай слой 4, На гребнях, образованных пазами 2 основы 1 нанесен светонепроницаемый слой 5, Стеклянная пластина 6 расположена на основе 1 со стороны пазов 2 и покрыта с внутренней стороны прозрачным электропроводящим слоем 7. Со стороны основы 1 размещен проекционный объекгистрацию электрических сигналов с частотой до 100 кГц, определяемой быстродействием гелеобразных носителей. З правление гелеобразным деформируемым слоем электрическим полем регистрируемого сигнала позволяет регистрировать электрические сигналы с мощностью до 10 Вт. Управление модуляцией светового потока посредством гелеоб- разного слоя позволяет удешевить изготовление устройства, упростить его конструкцию, снизить его массу и габариты. Использование цилиндрической линзы 8 позволяет более полно использовать световой поток, что повышает чувствительность устройства. 2 3 . п. ф-лы. 2 ил.

тив, выполненный в виде цилиндрической линзы 8, в заднем фокусе которой находится рабочая поверхность светочувствительного носителя 9, при этом основа 1, цилиндрическая линза 8 и рабочая поверхность светочувствительного носителя 9 расположены параллельно в пространстве. Светочувствительный носитель 9 с помощью блока 10 перемещения перемещается таким обра зом, что направление его движения параллельно пазам 2 основы 1 и перпендикулярно образующей цилиндрической

линзы 8. Регистрацию электрических сигналов на светочувствительном носителе 9 осу1дествляют с помощью параллельного светового потока 11, про ходящего последовательно со стороны

стеклянной пластины 6 через деформи- слой 4 и цилиндрическую линзу 8 и поступающего на светочувствитель- ный носитель 9, В качестве деформируемого гелеобранного материала слоя 4 можно использовать, например, материал из полиорганосилоксанового каучука, пластифицированного полиметил- снлоксиловой жидкостью. Регистрируе- t-Kie электрические сигналы 12 подают

на блок 13 управления, общая точка 14 которого соединена с прозрачным элек- ТРОП.РОВОДЯЩИМ слоем 7, при этом выходы 15 соединены с электродами 3, а выход 16 - с блоком 10 перемещения.

Устройство регистрации электрических сигналов работает следующим образом.

Регистрируемый электрический сигнал 12 с помощьюблока 13 управления подают на один из электродов 3 и электропроводящий слой 7. При этом на поверхности гелеобразного деформируемого слоя 4 под действием пондеро .моторных сил электрического поля образуется геометрический рельеф, глубина которого пропорциональна величине напряженности электрического поля По окончании действия электрического сигнала величина пондеромоторных сил уменьшается до нуля, и геометрически рельеф стирается под действием упру- говязких скл и сил поверхностного натяжения гелеобразного материала де- формируемого слоя 4. Часть светового потока 11, проходя через гелеобраз- ный деформируемый слой 4, при отсутствии регистрируемых электрических сигналов, попадает на цилиндрическую линзу 8 в виде параллельных световых полос. Эти световые полосы с помощью цилиндрической линзы 8 проецируются на светочувствительном носителе 9 в виде точек. Размеры точек по координате -Z равны изображениям пгирйны пазов 8, образованных светонепроницаемым слоем 5, При движении светочувствительного носителя 9 на нем обра- зовьгаается ряд параллельных полос. Для обеспечения минимальных размеров 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 гелеобразного слоя 4 рассеивает проходящий через него световой поток 11 тем больше, чем больше глубина рельефа. При этом размеры изображения точек на светочувствительно носите- ле 9 увеличиваются по координате z пропорционально величине- регистрируемого сигнала. Кроме того, масштаб изображения точек на светочувствительном носителе 9 зависит от расстояния между деформируемым гелеобразным слоем 4 и рабочей поиер.хностью светочувствительного носителя 9. Это объ

,Q .. 5 0 5 0 5

0

ясняется тем, что геометрический рельеф на поверхности гелеобразного слоя 4 изменяет направление проходящего через него светового потока 11, При этом угол рассеивания светового потока зависит от глубины рельефа: и обычно не превышает 12 , Следовательно, с увеличением расстояния от гелеобразного слоя 4 до рабочей поверхности светочувствительного носителя 9 увеличивается изображение размеров точек. При перемещении светочувствительного носителя 9 на его рабочей поверхности засвечивают полосу, пропорциональную величине регистрируемого электрического сигнала. Получаемая картина записи сигналов поясняется на фиг.2. На светочувствительном носителе 9 регистрируют осциллограмму электрического сигнала в виде засвечиваемой полосы, огибающая которой пропорциональна величине регистрируемого электрического сигнала, причем полоса имеет ось симметрии в направлении двютения светочувствительного носителя, совпадающую с осевой линией изображения паза 2. По ширине засвечиваемой полосы судят о величине регистрируемого сигнала. Для одновременной регистрации нескольк1тх 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 светочувствительного носителя 9. ;

При регистрации, например, двоичных электрических сигналов для лучшего восприятия записанной информации необходимо, чтобы ширина засвечиваемой полосы, образованной в отсутствие электрических сигналов, была в два раза меньше ширины засвечиваемой.полосы, образованной с помощью электрических сигналов, при этом, исходя из максимальной плотности записи регистрируемых сигналов, отношение ширины b пазов 2 к vrx пространственному периоду Т составит 0,5. Однако при этом произойдет слияние изображений регистрируемых сигналов, записываемых на смежных каналах. Чтобы не происходило слияния Изображений электрических сигналов, записываемых на смежных каналах, максимальное значение отношения 8/Т должно б1-1ть не более 0,45, это позволит получить четкое разграничение изображений электрических сигналов на светочувствительном носителе 9. Минимальное значение отношения S/T, что соответствует максималь- -ной величине изображения электричес- кого сигнала5 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 о/Т увеличивается максимально возможная величина изображения сигнала, а следовательно, возможная величина самого регистрируемого сигнала;, что приводит к увеличению его динамического диапазона. .

Для регистрации электрических сигналов на светочувствительном носителе 9 в широком диапазоне амплитуд напряжений пазы 2 основы 1 заполняют, гелеобразным материалом с различным равновесным модулем сдвига, В этом с-пучае глубина рельефа гелеобразного слоя 4 зависит от величины значения равновесного модуля сдвига гелеобразного материала, который сйязан про- дентным Соотношением структурообразующего и пластификатора, например, по- лиорганосилоксанового каучука и полиметил сил оксановой жидкости. Так, например, с увеличением процентного содержания полиорганосилоксанового каучука пропорционально возрастает значение равновесного модуля сдвига. При этом равновесный модуль сдвига гелеобразного материала подбирают таким образом, чтобы для образования геометрического рельефа деформируемого слоя 4 каждого паза 2 основы 1 было

достаточно данного диапазона напряжекия электрического поля регистрируеМ1 гх сигналов.

Q 5 0

5 Q

5

0

Формула изобретения

1.Устройство регистрации электрических сигналов, содержащее основу, выполненную в виде стеклянной пластины с пазами, на дне которых нанесены прозрачные электроды, с гелеобразным деформируемьЕМ слоем, стеклянную пластину, расположедную со стороны пазов, отличающее ся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения функциональных воз- вожностей за счет регистрации на светочувствительном, носителе, в него введены проз рачный электропроводящий слой, расположенный на внутренней поверхности (стороне) стеклянной пластины, коммутатор, об)ций вывод которого соединен с прозрачным электропро- водяиу м слоем, а выходы соединены с прозрачными электродами, светонепроницаемый слой,, нанесенный на гребнях основы, проекционньш объектив, вьшол™ ь:гнный в Bi-эде цилиндрической линзы, светочувствительный носитель записи с блоком перемещения, при этом основа, цилиндрическая линза и рабочая поверхность светочувствительного носителя оптически сопряжены и расположены параллельно в пространстве, причем пазы основы ориентированы параллельно движению светочувствительного носителя и перпендикулярны образу ощей цилиндрической линзы, в заднем фокусе которой расположена рабочая поверх- ,кость светочувствительного носителя.

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, гго, с целью расширения динам1 ческого диапазона, отношение шарины пазов основы к пространственному периоду составляет не более 0,45.

3.Устройство по пг.1 и 2, о т - л и ч а ю П5 е е с я тем, что, с це - лью расширения динамического диапазона пазы основы выполнены с гелеоб- разным деформируеья,гм слоем с различными равновесными модулям, сдвига.

.W

r-i

SfT 0.

fTffo

/rrjfWffcf

Изобргтение относится к области электроизмерительной техники, в частности к устройствам для образного представления электрических величин. Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение функциональных возможностей устройства. В основе 1 выполнены пазы 2 шириной 8 и с пространственным периодом Т. При этом отношение S/T составляет не более 0,45. На прозрачные электроды 3 нане5 (Л с: ГС сд СП KN9 Од