Фотоэлектрический анализатор Советский патент 1982 года по МПК G01R23/16 

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР

1 .

Изобретение относится к электрЪИзмерительной технике, предназначено для гармонического анализа периодиг ческих сигналов и может быть использовано, в частности при зксперимен тальных исследованиях аэродинамических коэффициентов вращательных производных летательных аппаратов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является анализатор, содержащий цилиндрический корпус, состоящий из подвижной и неподвижной частей,направляющие штанги, два измерительных узла, каждый из которых состоит иЭ блока фоторезисторов, оптически связанного с осветителем через модулирующий блок, укрепленный на ваЛу.привода, круговой лимб и нониусную шкалу, первый измерительный узел укреплен на неподвижной части корпуса, а второй - на направляющей штанге, установленной на подвижной части корпуса, при этом второй иЗ

мерительный узел выполнен с возможностью перемещения по штанге в фадиальном направлении относительно модулирующего диска Ц.

Однако точность измерений анализатором недостаточна.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Эта цель достигается тем, что фотоэлектрический анализатор, со10держащий цилиндрический корпус с закрепленными на нем двумя фотоизмерительными блоками, причем один из них оптически сопряжен с освет-ителем через модулирующий диск, жестко свя15занный с валом привода и выполненный из прозрачного материала с двумя светонепроницаемыми ленточными шаблонами, экстремумы которых смещены один относительно другого на 90,а

20 другой фотоизмерительный блок укреппен на перемещающейся штанге со шкалой отсчета фазового сдвига, снабжен вторым модулирующим диском, связанным с полым валом и выполненным из прозрачного материала диаметром, превышающим диаметр первого модулирующего диска, на котором светонепроницаемые лентомные шаблоны размещены синфазно, и фа зосдвигающим блоком с отсчетной шкалой, имеющим ведущую шестерню, жрстко связанную с валом привода, и ведомую шестерню. сочлененные посредством двух сателли тоб с общим водилом, при этом второй модулирующий диск укреплен на валу ведомой шестерни, а ось водила сател литов соединенна с указателем отсчетной шкалы и фиксатором. На фиг. 1 приведена конструкция Анализатора; на фиг. 2 и 3 - внешний вид первого и второго модулирующих дисков. Конструкция анализатора включает себя цилиндрический корпус 1, вал 2 привода, модулирующие диски 3 и f, осветитель 5, фотоизмерительные бло ки 6 и 7. Ведущая шестерня 8, ведомая шест ня 9, два сателлита 10 и 11 собщим водилом 12, полый вал 13, отсчетная шкала 1 с указателем 15 и фиксатором 1б образуют фазосдвигающий блок 17. Второй фотоизмерительный блок 7 связан со шкалой 13 отсчета фазового сдвига. Модулирующие диски 3 и (см. фиг. 2 и 3) выполнены из прозрачного материала (например, оргстекла) и на первом из них размещены два светопроницаемых ленточных шаблона 19 гармонической функции основной гармоники () в полярных координатах экстремумы которых смещены друг относительно друга на угол 90° . Диаметр второго модулирующего диска k превышает диаметр первого модулирую щего диска 3 и на этой избыточной его круговой зоне, расположенной в плоскости последнего, размещены свет непроницаемые ленточные шаблоны 20 гармонических функций высших гармоник в полярных координатах, при этом для простоты представления (см.фиг.З число их равняется двум ( и ). Радиальная ширина шаблонов 19 и 20 равна расстоянию между серединами светочувствительных площадок соседних фоторезисторов в блоках 6 и 7. Анализатор работает следующим образом. При вращении вала 2 с угловой скоростью (jO , синхронизированной с частотой объекта исследования,модулирующие диски 3 и 4 изменяют световые потоки, падающие от осветителя 5 на фоторезисторы в блоках 6 и 7 соответственно и их сопротивления, по гармоническим зависимостям, а именно в блоке 6 - по синусному и косинусному закону основной гармо- НИКИ и в блоке 7 по закону высшей гармоники, выбор которой осуществляется перемещением блока 7 вдоль радиального направления корпуса 1 в соответствующее фиксированное положение. Производят поворот оси водила сателлитов 10 и 11 фазосдвигающего блока 17, отсчитываемый по шкале 1, можно тем самым задавать любое промежуточное значение угла в пределах О - ЗбО между законами,- модулируемыми дисками 3 и k. Электрическая схема фотоизмерительных блоков 6 и 7 аналогична схеме известного анализатора и состоит из дифференциальных перемножающих МОСТОВ с фотор.езисторами, два из которых предназначены для исследования основной гармоники, а третий - для последовательного анализа составляющих высших гармоник. С помощью мостов реализуется известное свойство умножения сигнала во входной диагонали на функции изменения сопротивлений фоторезисторов, в результате чего определяются коэффициенты ряда Фурье. Таким образом, в предлагаемом анализаторе повышение точности измерений осуществляется за счет обеспечения необходимого фазового сдвига между составляющими основной и высших гармоник исследуемого сигнала светомодулирующим путем без какого-либо взаимного перемещения фотоизмерительных блоков. Формула изобретения Фотоэлектрический анализатор содержащий цилиндрический корпус с закрепленными на нем двумя фотоизмерительными блоками, причем один из них оптически сопряжен с осветителем через модулирующий диск, жестко связанный с валом привода и выполненный из прозрачного материала с двумя светонепроницаемыми ленточными шаблонами, экстремумы которых смещены один

относительно-другого на 90, а другой фотоизмерительный блок укреплен на перемещающейся штанге со шкалой отсчета фазового сдвига, отличающийся тем, что, с целью повышения5 точности измерений, он снабжен вторым модулирующим диском, связанным с полым валом и выполненным из прозрачного материала диаметром, превышающим диаметр, первого модулирующего диска, на котором светонепроницаемые ленточные шаблоны размещены синфазно и фазосдвигающим блоком с отсчетной шкалой, имеющим ведущую шестерню, «естко связанную с валом привода, и ведомую шестерню, сочлененные посредством двух сателлитов с общим водилом, при этом второй модулирующий диск укреплен на валу ведомой шес терни, а ось водила, сателлитов соединена с указателем отсчвтной шкалы и фиксатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

t. Авторское свидетельство СССР № 737858, кл. G 01 R 23/16, 1977.

/

/

/

/

Фиг. J