Оптоэлектронный анализатор спектра Советский патент 1980 года по МПК G01R23/16 

(54) ОТТОЭЛЕКТРОННЫЙ ;АНАЛИЗАТбР ШШ№С

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначег.но для анализа периодических сигналов с целью получения гармонических составляю щих спектрального разложения. Известны анализаторы гармоник, содержашие тензоусилитель, блоки фоторезисте- ров, осветитель, модулирующий диск и ре гистраторы {f . Однако точность анализа их недостаточ на. Наиболее близким к изобретению техническим решением является анализатор, содержащий тензомосты, измерительные уэ лы, укрепленные на корпусе, лимб с нониусной ш&алой, гибкие балки и редуктор (2}. Нго недостатком является значительная погрешность измерений низкого уровня выходных сигналов тензомостов и иэ-за влияния механических люфтов редуктора. Цель изобретения - повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что в оптоэпектронном анализаторе спектра, содержащем цилиндрический корпус, состо-ч ящий из подвижной и неподвижной частей, направляющие штанги, два измерительных узла, каждый из которых состоит из блока фоторезисторов, оптически связанного с осветителем через модулирующий диск, укрепленный на валу пpиfвoдa, круГовой пимб и нониусную шкалу, первый измерительный узел укреплен на неподвижной части корпуса, а второй - на направляющей штанге, установленной на подвижной части корпуса, при этом второй измерй тельный узел выполнен с возможностью перемещения по щтанге в радиальном направлении относительно модулирующего диска, . На фиг, 1 представлена конструкция Ьйтоэлектронного анализатора} на фиг. 2 « его принципиальная электрическая схеме; на фиг,-3 - конструкция модулирующего ntictefe,- -373Констргукций анализатора включает в себя основание 1, цилиндрический корпус, содержащий неподвижную 2 и подвижную Qf части, приводной вал 4, модулирующий диск 5, блок 6 фотореэисторов и первый осветитель 7, крепящиеся взаимно противоположно на неподвижной части 2 корпуса, блок 8 фоторезисторов и второй осветйтель 9, расположенные взаиМно противо положно на штанге 1О, жестко связанной с подвижной частью 3 корпуса 1, круговой лимб 11 и нониусную шкалу 12. НеподвИж ная часть 2 корпуса имеет паз 13, в котором перемещается фиксатор 14 щтаНги 10, Для фиксации радиального положения блока 8 и осветителя 9 имеется шкала 15. Перемещение подвижной части 2 корпуса относительно неподвижной части 3 задается трибкой 16. Зубчатое зацепление на торце неподвиж ной части 2 корпуса и трибка 17 являются элементами фазовращателя для согласования узла фазового сдвига между зако нами задава1емого сигнала и гармонических составляющих..Блок 6 фоторезисторов и осветитель 7 образуют неподвижную, а блок 8 фоторезисторов и осветитель 9; подвижную оптоэлектронную пару. алектрическая схема анализатора соетоит из двух перемножающих мостов 18 и 19 для исследования основной гармоники, перемножающего моста 2О для исследования высших гармоник, регистрирующих приборов 21, 22, 23, которые выполняют одновременно и функции интегралов (в качестве таковых могут служить магнитоэлектрические приборы). Модулирующий диск 5 выполнен прозрачным и на нём ко1щентрично размещены непрозрачные шаблоны гармонических зависимостей первой гармоники 5 причем здесь присутствуют два щаблона, экстремумы которых сдвинуты на угрл 90 (для получения синусной и косинусной составляющих основной гармоники), и выеших гармоник б (числошаблонов высших гармоник может быть любь1М, в частности, для простоты число их на фиг. 3 равняется двум). Непрозрачные шаблоны представляют собой законы гармонических.зависимостей требуемого порядка,peaлизованные в полярной системе координат. Ширина их равна расстоянию между серединами светочувствительных площадок фоторезисторов каждой пары. Работает оптоэлектронный анализатор Следующим образом. 9 Врашательное движение с угловой ско{ остьюЧА совместно с объектом исследования сообщается валу 4 и соответственно происходит вращение модулирующего дис- . ка 5, Световые потоки фоторезисторов, а следовательно и их сопротивления, изменяются: в блоке 6 по синусной и косинусной зависимостям основной гармоники, а в блоке 8 - по закону высшей гармоники. выбор которой осуществляется перемещением подвижной оптоэлектронной пары в радиальном направлении штанги 1О. За счет того, что оптоэлектронная пара закреплена на неподвижной части 2 кор пуса, а другая - на подвижной его части 3, между ними ;можно задавать любое промежуточное значение угла Ф в пределах 0-360 , отсчитываемое по лимбу 11. Исследуемый сигнал U(t) подается на мосты 18, 19, 20, которые умножают его на функции изменения сопротивлений активных плеч (фоторезисторов). С помощью мостов 18, 19 и приборов 21, 22 получают коэффициенты ряда Фурье основной (первой) гармоники, а с помощью моста 20 и прибора 23 - любое значение высшей гармоники. .Предлагаемый оптоэлектронный анализатор выгодно отличается от известных устройств подобного назначения. Например, по сравнению с прототипом он име- ет больший уровень выходных сигналов, что позволяет использовать на выходе приборы с высокой метрологической точностью, а также расширенным в большую сторону частотным диапазоном работы за счет применения малоинерционных оптоэлектронных элементов. Анализатор увеличивает точность измерения высших гармоник исследуемого сигнала и позволяет более тонко исследовать структуру его . Формула изобретения Оптоэлектронный анализатор спектра, содержащий цилиндрический корпус, состоящий из подвижной и неподвижной частей, направляющие штанги, два измерительных узла, каждый из которых состоит из блока фоторезисторов5 оптически связанного с осветителем через модулирующий диск, укрепленный на валу привода, круговой лимб и нониусную шкалу, о т л и ч а ю -: щ и и с я тем, что, с целью повьпиения точности измерений, первый измеритель57376596

йый узел укреплен на неподвижной частиДсточники информации,

корпуса, а второй - на направляющей штан-принятые во внимание при вкспертйзё

ге, установленной на подвижной части кор-1. Авторское свидетельство СССР

пуса, при этом второй измерительный узел № 346682, кл. G 01 I 23/16, 1972. вьтолнен с возможностью перемещения по s 2, Авторское свидетельство СССР по 1итанге в радиальном направлении относи- заявке №2375240, кл. G 01 R 23/16, тельно модулирующего диска.24.О6.76.

(Piiz.3

23

rOi