Устройство для измерения физических величин Советский патент 1987 года по МПК G01K11/32 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения различных физических величин, например температуры, давления и т.д., преимущественно в условиях воздействия электрических и магнитных полей.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 - спектральные характеристики.

Устройство содержит источники 1 и 2 света, блок 3- питания источников света, волоконно-оптический датчик 4, спектр пропускания которого зависит от измеряемой физической величины, фотоприемники 5 - 8, светофильтры 9 и 10, селекторы 11 и 12 сигналов, схему 13 отношений, терморегуляторы 14 и 15, регистратор 16 и сравнивающие устройства 17 и 18. Для сопряжения источников света с фотоприемниками служат, светоделители 19 - 21.

Блок 3 питания источников 1 и 2 света должен быть вьшолнен с возможностью независимого регулирования тока инжекции каждого из них, что достигается, например, путем включения в его состав двух синхронизированных генераторов импульсов (не приведены) Терморегуляторы 14 и 15 включают в себя в общем случае нагреватель или холодильник либо то и другое одновременно, схему питания и сравнивающее .устройство (указанные элементы терморегуляторов не показаны). Вход сравнивающего устройства является входом всего терморегулятора.

Перечисленные элементы устройства образуют четыре контура отрицательной обратной связи (ООС). Два первых контура включают в себя блок 3 питания, источники 1 и 2 света, фотопри-

емник 6, селектор 12 сигналов и сравнивающие устройства 17 и 18. Эти контуры служат для регулирования мощности излучения источников света, поддерживая ее на постоянном уровне. Третий и четвертьй контуры ООС включают в себя соответственно источник 1 света с терморегулятором 14 и фотоприемник 7 со светофильтром 9 и ис

точник 2 света с терморегулятором 15 сигналы разделяются селектором 11 и и фотоприемник 8 со светофильтром 10. делятся один на другой схемой 13 от- При этом характеристика светофильтров ношений, на выходе которой формирует- 9 и 10 выбирается такой, чтобы при ся окончательньй результат измерений, прохождении через них света опреде- которьй фиксируется регистратором 16.

ленной длины волны от источников 1 и 2 (источники 1 и 2 света - монохроматические и имеют разные длины волн) на выходе фотоприемников 7 и 8 формировался спектрозависимьй амплитудный электрический сигнал (на фиг.1 и 2 кривые 22 и 23 соответствуют спектру источников 1 и 2 света, в качестве которых использованы светодиоды, а кривые 24 и 25 - спектру светофильт- ров) .

Устройство работает следующим образом.

0

0

АГ

Блок 3 питания вырабатывает импульсы тока таким образом, что они поочередно возбуждают источники 1 и 2 света. Их излучение попадает на фотоприемник 6 непосредственно, на фотоприемники 7 и 8 - через светофильтры 9 и 10, а на фотоприемник 5 - через датчик 4. Источники 1 и 2 света излу- 5 чают свет с различной длиной волны - рабочей (измерительной) и опорной. Элементы 6, 12, 17 и 18 устройства регулируют мощность импульсов, подаваемых с блока 3 питания на источники 1 и 2 света, обеспечивая постоянство мощности излучения каждого из них. Номинальньй уровень мощности излучения источников задается блоком опорного сигнала (не приведен) на входах сравнивающих устройств 17 и 18. Элементы третьего и четвертого указанных контуров обратной связи обеспечивают постоянство спектральной характеристики источников 1 и 2 света путем регулирования их температуры. При этом сигнал с выхода фотоприемников 7 и 8 управляет работой терморегуляторов 14 и 15 и смещает спектральную характеристику светодиодов, возвращая ее к исходной.

5

0

Стабилизированное по спектру и по мощности излучение поступает в датчик 4, на выходе которого поочередно 50 формируются два сигнала, один из которых (рабочий) несет информацию об измеряемой физической величине, а другой (опорньй) - о пропускании волоконно-оптического датчика 4. Эти

Формула изобретения

Устройство для измерения физических величин, содержащее два монохроматических источника света с блоком питания, фотоприемник, волоконно-оптический датчик, спектр пропускания которого зависит от измеряемой физической величины, вход которого оптически связан с источником света, а выход - с фотоприемником, селектор сигналов, к информационному входу которого подключен выход фотоприемника, а к управляющим входам подключены выходы блока питания источников света, регистратор и схему отношений, два входа которой подключены к выходам селектора сигналов, а выход - к регистратору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены второй, третий и четвертый фотоприемники, оптически связанные с обоими

0

5

0

источниками света, два светофильтра, установленные перед третьим и четвертым фотоприемниками, второй селектор сигналов и два сравнивающих устройства с блоком.опорного сигнала, а каждый из источников света снабжен терморегулятором, при этом выход второго фотоприемника подключен к входу второго селектора сигналов, выходы которого подключены к первым входам сравнивающих устройств, вторые входы которых подключены к блоку опорного сигнала, а к управляющим входам второго селектора сигналов подключены выходы блока питания источников света, выходы сравнивающих устройств подключены к входам отрицательной обратной связи блока питания источников света, который выполнен с возможностью регулирования мощности, а выходы третьего и четвертого фотоприемников подключены к управляющим входам терморегуляторов.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повьшение точности измерений. Блок 3 питания вырабатывает импульсы тока таким образом, что они поочередно возбуждают источники 1 и 2 света. Их излучение попадает на фотоприемник 6 непосредственно, на фотоприемники 7 и 8 - через светофильтры 9 и 10, а на фотоприемник 5 - через датчик 4, Фотоприемник 6, селектор 12 сигналов, сравнивающие устройства 17 и 18 регулируют мощность импульсов, подаваемых с блока 3 питания. Сигналы с выхода фотоприемников 7 и 8 управляют работой терморегуляторов 14 и 15. Стабилизированное по спектру и по мощности излучение поступает в датчик 4, на выходе которого поочередно формируются два сигнала, один из которых несет информацию об измеряемой физической величине, а другой (опорньй) - о пропускании датчика 4. Эти сигналы разде- /гяются селектором .11 и делятся один на другой схемой 13 отношений, на выходе которой формируется результат измерений, которьм фиксируется регистратором 16. 2 ил. с (Л IS со СП Ю Ю СЛ

РЛ

24

а

Редактор М.Петрова

Составитель В.Голубев

Техред А.Кравчук Корректор О.Кравцова

Заказ 5555/37 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., .д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

фиа.2