Устройство измерения напряжения электрического тока и оптический блок масштабирования параметров исследуемых процессов Советский патент 1989 года по МПК G01R19/00 G06K9/00 

1

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано при проверке и испытаниях универсальных осциллографов, кроме того, оптический блок масштабирования параметров исследуемых процессов может быть использован в устройстве измерения временных интервалов .

Цель изобретения - повышение быстродействия, точности.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства измерения напряжения; йа фиг. 2 - принципиальная схема оптического блока масштабирования; на фиг. 3 - световодный элемент индикации.

Структурная схема устройства измерения напряжения электрического тока содержит универсальный осциллограф 1, оптический блок 2 масштабирования параметров исследуемых процессов, кодирующий преобразователь 3 и цифровой индикатор 4, которые соединены последовательно с помощью оптических линий связи, например световодных волоконных кабелей.

Оптический блок 2 масштабирования (фиг. 2) состоит из входного квантующего блока 5 и трансформатора 6 пространственного оптического сигнала, которые соответственно соединены последовательно с помощью оптических линий 710 .. . 7 ., у , 7 ,j 0 ... 7 N связи и соединителя 8 (например, разъемного). Функции фотоприемников квантующего блока 5 выполняют полированные торцы оптических линий 710 . ,.71w связи, расположенные на фиксированном расстоянии друг от

0

5

0

5

0

5

0

друга. Конструктивно входной квантующий блок 5 и трансформатор 6 выполнены в виде светонепроницаемых планок 9 и 10, на которых жестко закреплены расположенные на прямой линии оптические линии связи с полированными торцами.

Разъемный соединитель 8 состоит из разъемных волоконных штеккеров, соединяющих между собой каждую пару волокон ...71N и 720 ...7,N

Кодирующий преобразователь 3 содержит линейку точечных фотоприемников , подключенных к входным оптическим линиям связи, выходы которых оптически связаны с входами соответствующих элементов ИЛИ первой и второй групп, селекторы сигналов, одни входы которых являются входом устройства, и элемент ИЛИ, выход которого подключен к другому входу соответствующего селектора сигналов, а также третью группу элементов ИЛИ, входы которых соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ второй группы, и четвертую группу элементов ИЛИ, входы которых подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ второй группы, а выходы соединены с входами элементов ИЛИ, при этом соответствующие элементы ИЛИ первой и третьей групп последовательно соединены между собой, а выходы последних элементов ИЛИ первой и третьей групп подключены к входам соответствующих селекторов сигналов, к которым присоединены выходные оптические линиЦ связи.

Цифровой индикатор 4 состоит из К световодных элементов индикации

(К - количество разрядов индикатора) .

Элемент индикации (фиг. 3) содержит волоконные оптические выводы 11.0...11.10, неразъемные соединители 12,0 и 12,10, коммутационные световоды 13, неразъемные соединители 14.1...14.10 (соединители 14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5, 14.6, 14.9 и 14.10 не обозначены) и сегментные световоды 15.1...15.10.

Оптические выводы 11.0...11.9 и 11.10 посредством коммутационных световодов 13 и неразъемных соединителей 12.0...12.10 и 14.1...14.10 подсоединены к сегментным световодам 15.1...15.10, образующим соответственно цифры 0-9 и знак запятая, в порядке, который указан в таблице.

Неразъемные соединители выполнены, например, путем сварки конца оптических выводов 11.0...11.10, моноволокон световодов 15.1...15,10 и соответствующего конца плотно упакованного жгута волокон световодов 13.

Светоизлучающей поверхностью сегментов каждого световодного элемента индикации служит полированная поверхность, образованная пересечением световода геометрической плоскостью под острым углом к его продольной оси (так называемый косой торец); длина сегментных световодов 15.1, 15.2, 15.3, 15.5, 15.7, 15.8, 15.9 одинакова, световода 15.6 - в 1,5 раза больше, а световодов 15,10, 15.4 - в 2 раза меньше.

Устройство работает следующим образом.

В схеме устройства измерения (фиг. 1) используют оптический блок масштабирования параметров исследуемых процессо.в с коэффициентом М масштабирования (коэффициентом транформации трансформатора), равным выбранному коэффициенту of отклонения осциллографа. Линейку фотоприемников (квантующий блок 5) оптического блока 2 масштабирования параметров исследуемых процессов устанавливают фоточувствительной поверхностью фотоприемников вплотную к экрану осциллографа параллельно линии вертикапьного отклонения луча. Органами управления осциллографа совмещают линию развертки осциллографа

с торцом оптической линии 7

1.0

связи, а исследуемую точку на линии изображения сигнала - с линейкой фотоприемкиков квантующего блока 5. При этом в оптической линии связи, соответствующей освещенному фотоприемнику, возникает сигнал (поток фотонов) - входной сигнал

блока масштабирования.

На выходе этого блока масштабирования параметров исследуемых процессов при этом возникает выходной сигнал (поток фотонов, излучаемый со5 ответствующим источником света трансформатора - полированным торцом соответствующей оптической линии 1 г н связи), величина которого линейно преобразована в М раз. Указанный

Q сигнал вводят в кодирующий преобразователь 3, в котором осуществляют его преобразования в оптический комбинированный единично-десятичный дискретизированный код.

5 При этом оптический блок 2 масштабирования параметров исследуемых процессов работает следующим образом. Величина Yi мм входного сигнала устройства (ордината фотогтриемQ ника квантующего блока 5, например, в момент времени t - торца оптической линии 7 ч 2Э связи), например, при ZY Т,0 мм, Y 23-4Y 23,0 мм.

Величина Y, мм выходного сигнала блока 2 при этом в случае применения, например, блока с коэффициентом машстабирования М 2 (при of 2,0 мВ/мм) Y Y| М 23 dY-M 46,0 мм. Это значение ординаты Y соответствует значению 46,0 мВ измеряемого устройством напряжения. Формула изобретения

5 1. Устройство измерения напряжения электрического тока, содержащее осциллограф и блок масштабирования параметров исследуемых процессов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности , в него введены оптически связанные и последовательно соединенные кодирующий преобразователь и цифровой индикатор, а блок масштабирования параметров исследуемых процессов выполнен оптическим, причем его вход оптически связан с экраном осциллографа, а выход - с входом кодирующего преобразователя.

0

0

5

2. Устройство по п. 1, о т л и - ча ющееся тем, что кодирующий преобразователь содержит оптические входные и выходные линии связи, а цифровой индикатор состоит из световодных элементов индикации, соединенных с его оптическими входами.

тора пространственного оптического сигнала, который состоит из точечных источников света, расположенных вдоль прямой линии на фиксированном расстоянии друг от друга, причем выходы точечных источников света оптически соединены с выходом оптического блока масштабирования парамет

Изобретение относится к информационно- измерительной технике и может быть использовано для измерения напряжения электрического тока. Цель изобретения- повышение быстродействия, точности. В оптическом контакте с экраном осциллографа находится оптический блок масштабирования параметров исследуемого процесса, который содержит входной квантующий блок 5 и трансформатор 6 пространственного оптического сигнала, которые соединены с помощью оптических линий 7.1.1-7.01.N, 7.2.1-7.2.N. Функции фотоприемников входного квантующего блока 5 выполняют торцы световодов 7.1.0-7.1.N. Трансформатор 6 пространственного оптического сигнала представляет собой пленку 10, на которой закреплены выходные торцы световодов 7.2.1-7.2.N. Выходной оптический сигнал передается через кодирующий преобразователь на индикатор. Последний построен из срезанных под углом торцов выходных световодов. Прямое преобразование положения светящегося луча на экране осциллографа в сигнал на индикатор обеспечивает достижение поставленной цели. 2 с.и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

3. Оптический блок масштабирования JQ ров исследуемых процессов.

параметров исследуемых процессов, содержащий входной квантующий блок, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены трансформатор пространственного оптического сигнала, выходы входного квантующего блока с помощью оптических линий связи связаны с входами трансформа 4. Блок по п. 3, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что входной квантующий блок содержит точечные фотоприемники, расположенные вдоль прямой линии на фиксированном расстоянии, равном ступени пространственного квантования, а выходы фотоприемни- . ков оптически соединены с выходом входного квантующего блока.

Фив 1

73

Фие.З