Поляризационно-оптический цифровой термометр Советский патент 1989 года по МПК G01K11/18 G01N21/21 

1 I Ь 5 1 9

сл

00

05

Изобретение относится к технике измерений температуры и может найти применение в условиях действия сильных электромагнитных полей, в дистанционных системах, а также при измерениях температуры объектов, находящихся под высоким электрическим потенциалом.

Цель изобретения - повьшение быстродействия и точности измерения.

На фиг, 1 приведена схема поляри- зационно-оптического цифрового термометра; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит источник 1 монохроматического поляризованного света, термочувствительный двулуче- преломляющий кристалл 2, светоделитель 3, фазовую пластину 4, первый и второй поляризаторы 5 и 6, первь1Й и второй узкополосные светофильтры 7 и 8, первый и второй фотоприемники 9 и 10, первый и второй операционные усилители 11 и 12, первый и второй формирователи прямоугольных импульсов 13 и 14, инвертор 15, триггер 16, первую и вторую дифференцирующие цепочки 17 и 18, первую и вторую ключевые схемы 19 и 20, аналого-цифро- вой преобразователь 21, реверсивный счетчик 22, блок предварительной установки 23, первый блок памяти 24, первый сумматор 25, второй блок памяти 26, второй сумматор 27, преоб- разователь код-код 28, блок индикации 29.

Устройство работает следующим образом.

Монохроматический поляризованньй луч от источника 1 света проходит через двулучепреломляющий кристалл 2, попадает на светоделитель 3 и расщепляется на два луча, причем один один луч через поляризатор 5 и узкополосный светофильтр 7 попадает на первый фотоприемник 9, а другой при прохождении через фазовую пластинку 4, второй поляризатор 6 и второй светофильтр 8 получает пос

тоянный фазовый сдвиг - и попадает

на второй фотоприемник 10, Электрические сигналы IL, на выходах фотоприемников 9 и 10 определяются квадратом амплитуды соответствующих оптических сигналов на их входе,

С выхода первого и второго фото- приемников 9 и 10 электрические cJar10

15

08644

налы поступают на входы первого и

второго операционных усилителей II и 12.

С выходов первого и второго операционных усилителей электрические сигналы поступают на входы первого и второго формирователей прямоугольных импульсов 13 и 14.

Если напряжение UQ,. опережает по

22

фазе и,

jQ, опережает то реверсивный счетчик

работает в режиме сложения, а когда

5

0 5 30 5

0 з

0

5

U-, отстает от U, , то в режиме вычитания.

С выхода первого формирователя прямоугольньйс импульсов 13 сигнал поступает на вход инвертора 15 и на вход сброса триггера 16,а с выхода ин- вертора 15 сигнал поступает на S-вход триггера 16. С прямого выхода триггера 16 сигнал поступает на вход первой дифференцирующей цепочки 17, дифференцируется и поступает на первый вход первой ключевой схемы 19, а сигнал с инвертирующего выхода триггера 16 поступает на вход второй дифференцирующей цепочки 18, дифференцирует- , ся и поступает на первый вход второй ключевой схемы 20. Сигнал с выхода второго формирователя прямоугольных импульсов 14 поступает на параллельно соединенные вторые входы первой и второй ключевых схем, на младший адресный вход первого блока памяти 24, ас выхода первой ключевой схемы 19 на вход управления вычитанием реверсивного счетчика 22 и с выхода второй ключевой схемы 20 на вход управления сложением этого же счетчика, на установочных входах которого в параллельном двоичном коде с помощью блока установки 23 установлено целое число периодов Т для известной исходной температуры. Сигнал и с выхода операционного усилителя 11 также поступает на вход аналого- цифрового преобразователя 21, выходной двоичный параллельный код которого поступает на адресные входы, начиная со второго, первого блока памяти 24, причём число используемых адресных входов зависит от числа дробных частей, на которое необходимо делить период Т. С выхода реверсивного счетчика 22 параллельный двоичный код поступает на первый вход сумматора 25, а на второй вход - в паралле 1ьном двоичном коде с выхода первого блока памяти 24 значение

дробной части периода Т. С выхода сумматора 25 параллельный двоичный код поступает на адресный вход второго блока памяти 26 и первый вход второго сумматора 27, на второй вход которого поступает в параллельном двоичном коде число, записанное во втором блоке памяти 26, которое суммируется вторым сумматором 27 и дает число, соответствующее в двоичном коде значению температуры. Параллельный двоичный код с выхода второго сумматора 27 поступает на вход преобразователя .28 код-крд в двоично- десятичный код, с выхода которого поступает вход блока индикации 29, показывающий значение температуры в градусах.

Формула изобретения . Поляризационно-оптический цифро,вой термометр, содержапщй источник монохроматического излучения, термо- чувствительньй двулучепреломляющий кристалл, последовательно расположенные первый поляризатор, первый светофильтр и первый фотоприемник, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, в него введены последовательно расположенные свето делитель, фазовая пластинка, второй поляризатор, второй светофильтр и второй фотоприемник, выход которого

через первый усилитель, первый фор-

008646

мирователь прямоугольных импульсов соединен с первыми входами первого и второго ключей и с млащшим адресным входом первого блока памяти, выходы которого через первый и второй сумматоры, преобразователь код-код соединены с блоком индикации, выход первого фотоприемника через второй

10 усилитель, второй формирователь прямоугольных импульсов соединен с входом сброса триггера непосредственно, а с входом установки в 1 через инвертор, прямой и инверсный выходы

15 тригг ера через первую и вторую дифференцирующие цепочки соединены с вторыми входами первого и второго ключей соответственно, выходы которых соединены соответственно с входами

20 управления вычитанием и сложением реверсивного счетчика, установочный вход которого соединен с блоком предварительной установки, а выходы соединены с второй группой входов

25 первого сумматора, выходы которого через второй блок памяти соединены с второй группой входов второго сумматора, выход второго усилителя через аналого-цифровой преобразователь

30 соединен с адресными входами первого блока памяти, первый поляризатор расположен по ходу второго луча светоделителя, термочувствительный двулучепреломляющий кристалл расположен

35 между источником монохроматического излучения и светоделителем.

Фие.2

Г

Изобретение относится к технике измерения температуры и может быть использовано при измерениях в условиях действия сильных электромагнитных полей, а также при измерениях температуры объектов, находящихся под высоким электрическим потенциалом. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерения. Термометр содержит источник 1 монохроматического излучения, термочувствительный двулучепреломляющий кристал 2, светоделитель 3, фазовую пластинку 4, поляризаторы 5 и 6, светофильтры 7 и 8, фотоприемники 9 и 10, операционные усилители 11 и 12, формирователи 13 и 14 импульсов, дифференцирующие цепочки 17 и 18 и ключи 19 и 20. Кроме того, термометр содержит аналого-цифровой преобразователь 21, реверсивный счетчик 22, блоки 24 и 26 памяти и блок 29 индикации. 2 ил.