Электроизмерительный прибор Советский патент 1982 года по МПК G01R19/00 

(54) ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при реализации комбинированных устройств аналогового отображения информации.

Известен электроизмерительный при6qp, содержащий электрооптическое вещество, размещенное между высоксомным и низкоомным линейными электродами, источник опорного напряжения, подключен-)о ный параллельно высокоомному электроду, двуплечий преобразователь сопротивлений, крайние выводы которого соединены с выводами высокоомного электрода, а средний вывод - с низкоомным15 электродом tljНедостаток известного устройства определяется узким диапазоном рабочих температур, обусловленным сильной температурной зависимостью составных20 элементов преобразователя сопротивлений.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является электроизмерительный прибор, содержащий электрооптическое вещество, например, жидкий кристалл, размеще{шре между высоко- омным и низкоомным линейными электродами, источник опорного напряжения, подключенный параллельно высокоомному электроду, двуплечий фоторезистивный гцэеобразователь сопротивлений, крайние выводы которого соединены с выводами высокоомного электрода, а средний вывод - с низкоомным электродом, два источника светового излучения, установленных последовательно между клеммами питающего блок вблизи соответствующих фоторезисторов хфеобразователя согфо- тивлений и соединенных общим выводом с входной шиной прибора 2.

Недостаток устройства связан с невысокими эргономическими характеристиками, а именно: с большой потребляемой мощностью и значительными габаритами, которые предопределяются фактически одной и той же причиной - фазовыми искожениями в жидкокристаллическом индикаторе. Цель изобретения - снижение потребляемой мощности и уменьшение габаритов подобного устройства. Поставленная цель достигается тем, что в электроизмерительном прибсре, содержащем электрооптическое вещество, например жидкий кристалл, размещенное между высокбомным и низкоомным линейными электродами, источник оперного на1фяжения, подключенный параллельно высокоомному электроду, двуплечий фоторезистивный преобразователь сохфотивлений, средний вывод которого соединен с низкоомным электродом, два источника светового излучения, установленных последовательно между клеммами питающе го блока вблизи соответствующих фоторе- зисторов преобразователя сопротивлений и соединенных общим выводом с входной шиной прибора, между крайними выводами, преобразователя сопротивлений и выводами высокоомного электрода введены RC-цепоч ки, причем в качестве резисторов в них использованы фоторезисторы, каждый из которых оптически связан с одним из источников светового излучения. Кроме того, каждая RC-цепочка выполнена параллельной либо последовательной, причем ее фоторезистор оптически связан с тем же источником светового излучения, что и фоторезистор 15)еобразователя сопротивлений, последовательно соединенный в одном случае с данной Р С-цепочкой, а в дру1Х м случае - с соседней. На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор с параллельными RC-ценочками; на фиг. 2 - то же, с последовательными 1 С-цепочками. В состав каждого устройства входят источник 1 опорного напряжения, электро оптическое вещество (слой жидкого кристалла) 2, расположенное между высокоомным 3 и низкоомным 4 линейными элeктpoдaмиJ фоторезисторы 5 и 6 двуплечего преобразователя 7 сопротивлений источники 8 и 9 светового излучения, RC-цепбчки, образованные фотс езисторами 10 и 11 и конденсаторами 12 и 13 Источники 8 и 9 светового излучения установлены последовательно между клем мами 14 и 15 питающего блока и сое- динены общим выводом с входной щиной 16. Оптическая связь источников 8 и 9 осуществлена соответственно с фоторезисторами 5 и 6 преобразователя 7 со- хфотивлений и с фоторезисторами 10 и 1 (фиг, 1), либо 11 и 10 (фиг. 2) RCцепочек, В первом варианте прибора фоторезисторы 10 и 11 соединены параллельно с конденсаторами 12 и 13, образуя параллельные НС-депочки, а во втором Варианте те же фоторезисторы и конденса- соединены последовательно друг с другом, в результате чего RC-цепочки синтезированы последовательными. После подачи питающего напряжения на клеммы 14. и 15, прибор оказывается подготовленным « работе. При этом на выходе источника 1 опорного напряжения -возникает переменное напряжение, прикладываемое к высокоомному электроду 3 и через RC-цепочки 10-12 и 11-13 к гфеобразователю 7 сопротивлений. Под действием оперного напряжения источника 1 в слое жидкого кристалла 2 возникает оптический указатель, местоположение которого определяется потенциалом низкоомного электрода 4, который, в свою очередь, зависит от соотношения сопротивлений фоторезисторов 5 и 6 преобразователя 7 сопротивлений. Это соотнощение определяется соотношением световых потоков источников 8 и 9 светового излучения. Входной сигнал, поступающий на шину 16, изменяет соотношение токов источников 8 и 9 и, следовательно, Вызывает соответствующее перемещение оптического указателя. RC-цепочки 1012 и 11-13 ЯЫ1ЯЮТСЯ фазосдвигающими и служат для полной компенсации фазовых искажений, возникающих в точке нахождения оптического указателя. Величина и знак фазовых искажений зависят от местоположения оптического указателя, и, таким образом, от соотношения световых потоков источников 8 и 9. Поскольку фоторезисторы 10 и 11 оптически связаны в каком-либо сочетании с источниками 8 и 9, то одновременно с перемещением оптического указателя меняются и посточнные времени фазосдвигающих RC-цепочек, причем величинь( сопротивлений фоторезисторов 1О и 11 и емкостей конденсаторов 12 и 13 подобраны так, чтобы разность фазовых сдвигов обеих RC-цепочек компенсировала бы фазовые искажения в любой точке нахождения оптического указателя. Фазовые искажения в жидком кристалле 2 меняют знак, проходя через нуль, когда оптический указатель находится на половине длины высокоомного электрода 3, т.е. когда сопротивление фоторезисторов 5 и 6 преобразователя 7 сопротивлений равны между собой и световые потоки от, источников 8 и 9 светового излучения одинаковы. Равенство световых потоков определяет равенство постоянных времени RC-цепочек 10-12 и 11-13 и, следовательно, отсутствие компенсирующего фазового сдвига. При нарушении равенства световых потоков, т.е. при смещении оптического указателя влево или вправо от середины, происходят противоположные изме- нения постоянных времени RC-цепочек (если постоянная времени RC-цепочки 1О-12 возрастает, то для RC-цепочки 11-13 она, наоборот, уменьшается), в результате чего возникает разность фазовых сдвигов напряжения, компенсирующая фазовые искажения в жидком кристалле. Возможность полной компенсации фаз вых искажений позволяет повысить частоту опорного напряжения от 35 - 150 до 1 - 4О кГц и тем самым уменьшить вес и габариты, а также увеличить КПД источника опорного напряжения. Полная компенсация фазовых позволя ет уме 1ьшить мощность, рассеиваемую в устройстве, так как допускает значительное (в 5-Ю раз) увеличение сопро тивлений высокоо много электрода 3 и щзеобразователя 7 сопротивлений. Формула изобретения 1. Электроизмерительный гдэибор, содержащий электрооптическое вещество, нахфимер жидкий кристалл, размещенное между высокоомным и низкоомнь м лине ными электродами, источник опорного напряжения, подключенный параллельно высокоомному электроду, двуплечий фото резистивный преобразователь согфотивле ний, средний вывод которого соединен с низкоомным электродом, два источника светового излучения, установленных последовательно между кле сами питающего блока вблизи соответствующих фотсрезисторов преобразователя сощэотивлений и соединенных общим выводом с входной шиной прибора, отличающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности и уменьшения габаритов, между крайними выводами преобразователя сопротивлений и выводами высокоомного электрода введены RC-цепочки, причем в качестве резисторов в них использованы фоторезисторы, каждый КЗ которых оптически связан с одним из источников светового излучения. 2.Прибор по п. 1, отличающийся тем, чтс каждая RC-цепочка выполнена параллельной, причем ее фоторезистор оптически связан с тем ixe источником светового излучения, что и фоторезистор преобразователя сопротивлений, последовательно соед1шенный с данной RC-цепочкой. 3.Прибор по п. 1, отличающий с я тем, что каждая RC-цепочка выполнена последовательной, причем ее фоторезистор оптически связан с тем же источником светового излучения, что и фоторезнстор преобразователя сопротивлений, последовательно соединенный с соседней RC-цепбчкой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетел1--;тво СССР . 664112, кл. G О1 R 19/ОО, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке KG 2762714/18-21, кл. G 01 R 19/10, 1979.

OOC AA vS yxXX vVyVxx

10 |7 5 /

п

Г

11 CZ}/5

+ i3 1k