Фазорегулирующее устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (дд 4 G Ol R 25/04

ЗСЕЕвяще

1З, „и

ВЙВЛМОТЕй4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3870910/24-21 (22) 12,03,85 (46) 15, 1О .86 . Бкл. У 38 (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (72) А.Б. Лукашенок, Л.Г. Тотиашвили и M.Â. Ушаков (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 819740, кл. G 0 l R 25/04, 1978, Авторское свидетельство СССР

Р 714308, кл. G 01. R 25/04, 1977. (54) ФАЗОРЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Пред„„SU, f264103 А1 назначено для получения двух гармонических сигналов с регулируемой величиной угла сдвига фаз между ними и может быть использовано, например, для калибровки низкочастотных фазометров и аппаратуры гармонического анализа. Цель изобретения — повыше" ние точности поддержания фазовых сдвигов между выходными сигналамидостигается снижением температурных погрешностей, а также уменьшением протяженности световых путей в устройстве. Устройство содержит привод

1, цилиндрический корпус 2, центральный вал 3, на котором закреплен све5 товой модулятор в виде диска 4 с

1264103 эксцентричным профилем 5, поворотный узеп 6 со стопором 11, счетный узел, состоящий из шкалы 7 и нониусного указателя 8, две оптоэлектронные пары, элементами которых являются блоки 9 и 10 из двух фоторезисторов в каждом. Для достижения поставленной цели эксцентричный профиль 5 выполнен в виде электролюминесцентИзобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для получения двух гармонических сигналов с регулируемой величиной угла сдвига фаз между ними, и может 5 быть использовано, в частности, для калибровки низкочастотных фазометров и аппаратуры гармонического анализа.

Цель изобретения — повышение точности поддержания заданных фазовых 1О сдвигов между выходными сигналами достигается снижением температурных погрешностей и уменьшением протяженности световых путей в устройстве.

На фиг. 1 изображено фазорегулирующее устройство, внешний вид; на фиг, 2 — конструкция фазорегулирующего устройства, продольный разрез, на фиг. 3 — световой модулятор и отсчетный узел, общий вид, на фиг. 4 структурная электрическая схема фазорегулирующего устройства.

Фазорегулирующее устройство состоит из механической и электрической частеи.

Механическая часть включает привод (электродвигатель) 1, цилиндрический корпус 2, центральный вал 3, на котором жестко закреплен световой модулятор в виде диска 4 с эксцент- 30 ричным профилем 5, поворотный узел

6, отсчетный узел, состоящий из шкалы 7 на корпусе и нониусного указателя 8, две оптоэлектронные пары, одними элементами которых являются блок 9 и блок 10 из двух фоторезисторов в каждом (соответственно

Ф1 и Ф2, Ф> и Ф4 ) . БлОк 9 размещен неподвижно на корпусе ?, а блок 10 укреплен на поворотном узле 6„причем 411 оба блока расположены симметрично отного осветителя, который образует вторые элементы двух оптических оптоэлектронных пар и имеет слоистую структуру. Электрическая схема устройства, продольный разрез его конструкции и общий вид светового модулятора приводятся в описании изобретения. 4 ил.

2 носительно оси вала 3 в одной плоскости. параллельной плоскости диска 4. Узел имеет возможность поворота в одной торцовой стенке корпуса 2 соосно с валом 3 и фиксации текущего положения посредством стопора 11 ° Эксцентричный профиль 5 светового модулятора выполнен в виде электролюминесцентного осветителя, которьп» образует вторые элементы двух оптоэлектронных пар за счет светового сопряжения с блоками 9 и 10 их фоторезисторов, и имеет слоеную структуру из поочередно следующих от поверхности диска 4 металлического электрода 12, электролюминесцентного слоя (например, на основе порошкового фосфора) 13, прозрачного электрода (например, из окиси олова) 14 и прозрачного изоляционного покрытия (например, из лака} 15. На валу 3 размещены два коллекторных кольца 16 и 17, а на другой торцовой степке корпуса 2 укреплены две контактирующие с ними токоподводные щетки 18 и 19.

Электроды 12 и 14 профиля 5 посредством проводников 20 и 21 через кольца 16,17 и щетки 18 и 19 параллельно подключены к одному выходу источника 22 постоянного напряжения, Масса диска 4 намного превьппает массу профиля 5 и их система динамически сбалансирована °

Электрическая часть (фиг.4) содержит два идентичных (четырехплечих) моста 23 и 24 постоянного тока с параня» фоторезисторов 25 " 28 (Ф -Ф ) блоков 9 и 10 в активных плечах и резисторами 29-32 в пассивных плечах, причем однотипные элементы имеют ,идентичные параметры. Входные диаго1264103

25 нали мостов подключены к другому выходу исто ника 22 постоянного напряжения, а их выходные диагонали соединены с соответствующими выходами

33 и 34 фазорегулирующего устройства, 5 причем моста 23 — непосредственно и моста 24 — через переключатель 35 полярности с двумя положениями, т.е. согласным (I) и встречным (?1).

Эксцентричный профиль 5 светового модулятора (фиг.3) имеет конфигурацию гармонической (например, синусоидальной з1пМ ) функции основной гармоники в полярной системе координат с началом в центре диска 4, через который проходит ось его вращения.

;Радиус-вектор r этой функции равен рас- стоянию от центра диска до середины линии взаимного соприкосновения фоторезистора в каждом из. блоков 9 и 10, 20 а ее амплитуды равна расстоянию меж ду серединами светочувствительных площадок пар фоторезисторов. Шкала 7 отсчетного узла представляет собой полукольцо с двойной градуировкой и соответствует диапазону изменения углами фазового сдвига от 0 до

360 с учетом положений переключателя 35 полярности, т.е. согласного .(I) и встречного (II). Поворотный 30 узел 6 с нониусным указаталем 8 и стопором 11 вместе со шкалой 7 образуют элементы фазорегулирования устройства.

Фазорегулирующее устройство рабо- З5 тает следующим образом.

За счет подключения электродов

12 и 14 к источнику 22 постоянного напряжения осуществляется возбуждение расположенного между ними элек- щ тролюминесцентного слоя 13, что вызывает свечение эксцентричного профиля 5 диска 4 светового модулятора.

При вращении посредством привода

1 вала 3 с постоянной угловой скоростью ы происходит изменение по синусоидальному закону световых потоков, падающих от эксцентричного

I профиля 5 на расположенные в непо,средственной близости от него свето- 50 чувствительные площадки фоторезисторов 25-28, причем дифференциально в каждой паре блоков 9 и 10. Соответственно изменяются величины сопротивлений этих фоторезисторов, вклю- 55 ченных в активные плечи электрических мостов 23 и 24, которые запитываются от источника 22 постоянного напряжения. Согласнс теории омических мостов, на выходных диагоналях мостов 23 и 24 имеются электрические сигналы, пропорциональные функции изменения величин сопротивлений активных плеч. В частности, когда блоки

9 и 10 фоторезисторов расположены диаметрально противоположно относительно оси вращения диска 4,то электрические сигналы на выходах 33 и 34 устройства синфазны, т.е. угол фазового сдвига между ними равняется нулю (Р= 0 ) и U (t) = U> (t): — sin а

Установление требуемого угла 0 фазового сдвига производится путем поворота узла 6 в пределах 0-180, т.е, смещения блока 10 фоторезпсторов относительно блока 9 с отсчетом значения посредством нониусного указателя 8 по шкале 7. При этом электрические сигналы на выходах 33 и 34 устройства будут пропорциональны

U, (t) =-. s in и Uz (t) =- sin (Ч ). Когда

0< Ф(90 и 270 Р < 360 (О ), то выходные диагонали мостов 23 и 24 подключаются к выходам 33 и 34 устройства согласно (положение I переключателя 35), а если 90 < Р 270, то встречно (положение II переключателя

35) .

Таким образом, предлагаемое фазорегулирующее устройство имеет сравнительно малые продольные размеры конструкции (т.е ° вдоль оси вращения приводного вала) за счет продольной простоты сопряжения между собой элементов оптоэлектронных трак" тов в виде эксцентричного осветителя с одной стороны и двух пар фоторезисторов с другой, а также совмещения в световом модуляторе одновременно функций источника света и модулятора ° Повышена точность работы устройства за счет исключения ошибок предшественников из-за оптической юстировки оптоэлектронных трактов, так как осветитель фоторезисторов расположен непосредственно перед их светочувствительными площадками и вблизи, и устранения какого-либо паразитного температурного влияния на фоторезисторы источника света, поскольку электролюминесцентный осветитель производит "холодное" свечение. Вместе с том, электролюминесцентному осветителю присущи механическая прочность, высокая стабильность и большая надежность работы, 1?64 практически неограниченный срок службы, малое потребление электрическои мощности при одинаковой с лампами накаливания яркостью и хорошее сопряжение с фоточувствительными элементами как по световому спектру, так и по степени фотоотклика.

Формула изобретения

Фазорегулирующее устройство, содержащее привод, цилиндрический корпус, центральный вал, отсчетный узел, состоящий из шкалы на корпусе и нониусного указателя, световой модулятор в виде диска с эксцентричным профилем, две оптоэлектронные пары, одними элементами которых являются блоки из двух фоторезисторов, блок фоторезисторов первой оптоэлектронной пары размещен неподвижно на корпусе, а блок фотореэисторов второй оптоэлектронной пары размещен на поворотном узле, жестко сочленным с нониусным указателем отсчетного узла и с осью поворота, совпадаю25 щей с осью центрального вала, фоторезисторы включены попарно в активные плечи двух дифференциальных мостоп постоянного тока, выходные пиа— гонали которых соединены с соответствующими выходами устройства, причем перво| о моста — непосредственно, а второго моста — через переключатель полярности, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности, эксцентричный профиль светового модулятора выполнен в виде электролюминесцентного осветителя, который образует вторые элементы первой и второй оптоэлектронных пар за счет светового сопряжения с блоками их фоторезисторов и имеет слоеную структуру из поочередно следующих от поверхности модулирующего диска металлического электрода, электролюминесцентного слоя, прозрачного электрода и прозрачного изоляционного покрытия, на центральном валу размещены два коллекторньх кольца, а на корпусе укреплены две контактирующие с

I ними токоподводные щетки, при этом металлический и прозрачный электроды эксцентричного профиля через коллекторные кольца и токоподводные щетки параллельно подключены к источнику постоянного напряжения.

1264103

Корректop Е Роз ко

Составитель В. Шубин

Техред А. Кравчук

Редактор А. Ревин

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5556/45 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

1 ! В l