Оптоэлектронный аналоговый преобразователь

 

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ АНАЛОГОВЫЙ 1П ЕОБРАЗОВАТЕПЬ, содержащий источник высокого напряжения, электрооптическуго ячейку, оптический вход которой связан с выходом источника света, подключенного к блоку питания, а оптический выход электрооптической ячейки связан с входом фотодиода, и измерительный блок, о т л и ч а root и и с я тем, что, с целью повышения точности преобразования высокого напряжения в частоту световых импульсов за счет снижения мощности, отбираемой из цепи источника высокого напряжения, и упрощения конструкции преобразователя, в него введены первый и второй токоограничительные резисторы, времязадающая цепь, состоящая из накопительного конденсатора , резистора температурной компенсации и фоторезистора, соединенных параллельно, компаратор.напряжения, . злектронный ключ и светодиод, оптический выход которого связан с входом фоторезистора, выводы которого подключены к прозрачным токопроводящим злектродам злектрооптической ячейки, первый злектрод которой соединен через первый токоограничительный резистор с первым выводом источника высокого напряжения, а второй (Л ; электрод соединен с вторым .выводом источника высокого 1гапряжения, вьшоды фотодиода подключены к соответствующим входам компаратора напряжения, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа, информационный вход которого соединен 00 с выходом блока питания, а выход электронного ключа соединен с входом измерительного блока и через 00 второй токоограничительньш резисел тор - с анодом светодиода, катод которого подключен к шине нулевого потенциала преобразователя.

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (tf) У!)4 G 06 С 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВ=ННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 3732211/24-24 (22) 29.04.84 (46) 23. 10 ° 85. Bren. )!r 39 (71) Институт полупроводников .АН УССР (72) И.П.Гринберг, П.Ф.Олексенко,,Л.Е.Пархоменко, С.В.Свечников и Н.И.Сыпко (53) 681 3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 441518, кл. С 01 R 13/40, 197!.

Заявка ФРГ У 2739599, кл,. G 01 R 15/07, С 06 С 9/00, опублик. 1979. (54) (57) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ АНАЛОГОВЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий источник высокого напряжения, электрооптическую ячейку, оптический вход которой связан с выходом источника света, подключенного к блоку питания, а оптический выход электрооптической ячейки связан с входом фотодиода, и измерительный блок, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности преобразования высокого напряжения в частоту световых импульсов за счет снижения мощности, отбираемой из цепи источника высокого напряжения, и упрощения конструкции преобразователя, в него введены первый и второй тоиоограничительные резисторы, времязадающая цепь, состоящая из накопительного конденсатора, резистора температурной компенса ции и фоторезистора, соединенных параллельно, компаратор.напряжения,; электронный ключ и светодиод, оптический выход которого связан с входом фоторезистора, выводы которого подключены к прозрачным токопроводящим электродам электрооптической ячейки, первый электрод которой соединен через первый токоограничительный резистор с первым выводом источника высокого напряжения, а второй электрод соединен с вторым. выводом источника высокого напряжения, выводы фотодиода подключены к соответствующим входам компаратора напряжения выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа, информационный вход которого соединен с выходом блока питания, а выход электронного ключа соединен с входом измерительного блока и через второй токоограничительный резистор — с анодом светодиода, катод которого подключен к шине нулевого потенциала преобразователя.

1 1187

Изобретение относится к аналоговой технике, а именно к конструк.,ции устройств для преобразования высокого напряжения в частоту свето-, вых импульсов, и может быть использовано для измерения высокого напряжения.

Цель изобретения — повышение точности преобразования напряжения в частоту световых импульсов э,". счет . снижения мощности, отбираемой из цепи источника высокого напряжения, и упрощение конструкции преобразователя.

На чертеже представлена схема оптоэлектронного аналогового преобразователя.

Устройство содержит источник 1 высокого напряжения, первый токоограничительный резистор 2, времязадающую цепь 3, состоящую из накопительного конденсатора 4, фоторезистора 5 и резистора 6 температурной компенсации, электрооптическую ячейку 7, фотодиод 8, компаратор 9 напря25 жения, электронный ключ 10, второй токоограничительный резистор 11, ."ветодиод 12, измерительный блок (частотомер) 13, источник 14 света, светодиоды 15 — 17, блок 18 питания, причем времязадающая цепь 3, первый токоограничительный рази "гор 2 и электрооптическая ячейка 7 образуют фоточувствительный времязадающий элемент 19, являющийся элементом 35 обратной связи управляемого напряжения генератора 20 световых импульсов.

Реализация управляемого величиной измеряемого напряжения генератора 20 импульсов на основе электрооптичес- 40 кой ячейки 7 упрощает конструкцию путем исключения источника питания на стороне высокого напряжения, что позволяет выполнить датчик измеряемого напряжения в виде пассивного эле- 45 мента. При этом отпадает необходимость отбора мощности от измерительной цеди, что ведет к исключению дополнительной погрешности при измерении высокого напряжения. Исключе- 50 ние отбора мощности от измерительной цепи позволяет применять предлагаемое устройство для измерения высоких напряжений в слаботочных цепях. Исключение источника питания 55 и преобразователя аналогового напряжения в импульсное, находящихся на стороне высокого напряжения, 185 2 предоставляет возможность выполнить устройство в виде оперативного измерительного прибора.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемое высокое напряжение источника 1 прикладывается через высокоомный резистор 2 к конденсатору 4. При отсутствии управляющего напряжения на электрооптической ячейке 7 система отрегулирована так, что из передающего световода 15 в приемный световод 16 проходит мак- симальный световой поток. Появление управляющего напряжения приводит к уменьшению светового потока, соответственно уменьшается и световой поток, падающий на фотоприемник 8, что приводит к срабатыванию компаратора 9, работающего в гистерезисном режиме. Точность срабатывания компаратора высокая. Электрический сигнал с выхода компаратора поступает на электронный ключ 10, соединенный через резистор 11 со светодиодом 12, где электрические импульсы преобразовываются в световые импульсы. Световой импульс по световоду 17 поступает на фоторезистор 5, сопротивление его уменьшается. Конденсатор 4 начинает разряжаться в течение времени, определяемого гистерезисом компаратора 9. Уменьшение управляющего напряжения на электрооптической ячейке 7 приводит к возрастанию светового потока, падающего на фотоприемник 8, компаратор 9 напряжения по истечении времени гистерезиса возвращается в исходное состояние, и процесс повторяется. Частота световых импульсов связана линейной зависимостью с величиной измеряемого напряжения источника 1.

Пример. Компаратор 9 напряжения выполняют на микросхеме

К521СА3. На вход компаратора 9 подключают фотодиод 8 типа ФД2 3К, фоторезистор 5 типа ФПФ5-2. В качестве источников света 13 и 14 используют светодиоды типа АЛ307Б. Результаты проведенных испытаний показывают, что в предлагаемом оптоэлектронном аналоговом преобразователе упрощена конструкция устройства путем исключения источника питания на стороне высокого напряжения и устранена погрешность за счет суще! ственного уменьшения отбора мощности от измерительной цепи.

Составитель Ю.Козлов

Редактор Н.Данкулич Техред Ж.Кастелевич Корректор A.Зимокосов

Заказ 6552/55 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4