SU1157366A1 - Устройство дл определени характеристических величин оптической анизотропии - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО. ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ОПТИЧЕСКОЙ АНИЗОТРОПИИ, содержащее источник линейно-пол ризованного света, модул тор, установленный перед держателем исследуемой модели и соедииенньй с блоком опорного .сигнала, фотоприемники, соединенные с анализатором, и измерительный блок, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности измерени , блок опорного сигнала состоит из датчиков, размещенных на диске, приемника и формировател  опорных сигналов пр моугольной формы, соединенного с измерителем временных интервалов, причем датчики блока опорного сигнала выполнены в виде посто нных стержневых магнитов , размещенных через угол F/4 по внешней окружности диска так, что один из магнитов жестко закреплен и ориентирован к внешней окружности диска противоположньм полюсом по отношению к остальным одинаково ориентированным магнитам, которые установлены с возможностью смещени  по внешней окружности диска на угол ±

Description

2.. Устройство по п.1, о т л и чающеес  тем, что формиро ватель опорного сигнала пр моуголь ной формы содержит две пороговые схемы, входы которых соединены с выходами приемника, а выходы соединены с входами двух дифференцирующих цепей и первыми входами двухвходовых элементов И, вторые входы которых соединены перекрестно с выходами дифференцирующих цепей, а выходы элементов И соединены с входами счетчика , выходы триггеров которого подключены к входам дешифратора.

причем пр мые выходы триггеров млад- ших разр дов счетчика  вл ютс  выходами блока опорного сигнала, а выход триггера старшего разр да и выходы депшфратОра соединены с измерителем временных интервалов, при этом вход Установка 1 счетчика соединен с выходом элемента И, формирующего импульс от жестко закрепленного магнита, а счётный вход счетчика соединен с выходом элемента И, формирующего импульсы от остальных магнитов , а счетчик выполнен по схеме вычитани .

1

Изобретение относитс  к технической физике и может быть использовано дл  исследовани  напр женного состо ЯНИН моделей в рассе нном свете.

Известны устройства дл  исследо- вани  оптической анизотропии веществ, содержащие источник света, вращающийс  пол ризатор, пластинку с разностью хода в 1/4 длины волны, фотоприемники и анализатор ГО.

Однако данное устройство не позвол ет получить одновременную информацию о характеристических величинах, так как при вращении пол ризатора осуществл етс  только амплитудна  модул ци  ортогональных составл ющих электрического вектора световой волны

Известно устройство дл  определени  характеристических величин оптической анизотропии, содержащее источник линейно-пол ризованного света, модул тор, выполненный в виде фазозадерживающей пластинки с наведенной разностью фаз не кратной л, установленной перед держателем исследуемой модели с возможностью вращени  в плоскости, перпендикул рной проход щим лучам, блок опорного сигнала, соединенный с модул тором, фотоприемШгоси с анализатором; и измерительный блок 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность определени  характеристических величин, так как дл  измерени  фаз отдельных гармоник сигналов, полученных с фотоприеминков

примен етс  фазовьй детектор, который не различает знака фазы и выходное напр жение которого зависит от амплитуд входных напр жений.

Цель изобретени  - повьшение точности измерени  характеристических величин путем более точного измерен фаз отдельных гармоник.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройстве дл  определени  характеристических величин оптической анизотропии, содержащем источник линейно-пол ризованного света, модул тор, установленный перед держателем исследуемой модели .и соединенный с блоком опорного сигнала, фотоприемники, соединенные с анализатором, и измерительный блок, блок опорного сигнала выполнен из датчиков, размещенных на диске, приемника и формировател  опорных сигналов пр моугольной формы, соединенного с измерителем временных интервалов, причем датчики блока опорного сигнала выполнены в виде посто нных стержневых магннтов, размещенных через угол J7/4 по внещней окружности диска так что один из магнитов жестко закреплен и ориентирован к внешней окружности диска противоположным полюсом по отношению к остальным одинаково ориентированным магнитам, которые установлены с возможностью смещени  по внешней окружности диска под угол ±(1-2), при этом диск вьшолнен из,немагнитного материала с отверстием в центре, в котором размещен модул тор, а приемник блока опорного сигнала выполнен в виде катушки с заземленной средней точкой на ферритовоМ сердечнике, расположенной вблизи внешней окружности диска так, что плоскости витков катушки перпендикул рны плоскости диска, а ось катушки проходит через центр диска. При этом формирователь опорного сигнала пр моугольной формы содержит две пороговые схемы, входы которых соединены с выходами приемника , а выходы соединены с входами двух дифференцирующих цепей и первыми входами двухвходовых элемен тов И, вторые входы которых соединены перекрестно с выходами дифференцирующих цепей, а выходы элементов И соединены с входами счет чика , выходы триггеров которого подключены к входам дешифратора, причем пр мые выходы триггеров младших разр дов счетчика  вл ютс  выходами блока опорного сигнала, а выход триггера старшего разр да и выходы дешифратора соединены с измерителен временных интервалов, при этом вход Установка 1 счетчика соединен с выходом элемента И, формирующего импульс от жестко закрепленного магнита, а счетный вход счетчика соединен с выходом элемента И, формирующего импульсы от остальных магнитов, причем счетчик выполнен по схеме вычитани . На фиг.1 представлена блок-схема устройства дл  определени  характеристических величин оптической аниз тропии: на фиг.2 - диск с датчиками и приемник опорного сигна 1а; на фиг.З - блок-схема формировател  опорных сигналов; на фиг.4 - времен ные диаграммы работы формировател  опорных сигналов пр моугольной форм Устройство содержит источник линейно-пол ризованного света 1, МОдул тор 2, фотоприемники 3 и 4, ана лизатор 5, измерительный блок, соето щий из вольтметра 6 и фазометра исследуемую модель 8 и блок 9 опорн го сигнала, состо щий из жестко закрепленного датчика 10 и подвижных датчиков 11-17, размещенных по внещ ней окружности диска 18, в централь ном отверстии 19 которого размещен модул тор 2, приемника 20, представл ющего собой катушку с заземленной средней точкой на ферритовом сердечнике , соединенного с пороговыми схемами 21 и 22, выходы которых соединены с входами диффербнциру- ющих цепей 23 и 24 и первыми входами двухвходовых элементов И 25 и 26, вторые входы которых соединены пере- крестно с выходами дифференцирующих цепей 23 и 24. Выходы элементов И 25 и 26 соединены со счетным . и установочным входами счетчика 27, выходы которого соединены с входами дешифратора 28, выходы последнего вместе с пр мым выходом триггера старшего разр да счетчика 27 подключены к измерителю 29 временных интервалов. Пр мые выходы триггеров младших разр дрв счетчика 27  вл ютс  выходом блока 9 опорного сигнала. Устройство работает следующим образом. Линейно-пол ризованный свет от источника 1 пропускают сквозь модул тор 2, вращающийс  совместно с диском 18 с посто нной угловой скоростью ы. Модулированный свет просвечивает модель 8 и фотоприем- НИКИ 3 и 4 регистрируют интенсивность рассе нного моделью света. Электрические сигналы с приемников 3 и 4 имеют вид соответственно .)) (). где V(j - посто нные составл ющие сигнала; А, амплитуды второй и четвертой гармоншс; Vj , 4- Фазовые сдвиги второй и четвертой гармоник относительно соответствующих опорных сигналов; ю- углова  частота вращени  диска 18; t - врем , С выхода анализатора 5, состо щего из узкополосных фильтров второй и четвертой гармоник, получа- ем электрические сигналы вида 2А г 2Л ( 1 м - к А sit f -uJ-t + V +ot .Д 4 Х-А 4А 4/ у ); уц 3in(w-fc+V +ci 28 2 2В 29 2 / V . 48 ) . где i , к - коэффициенты усилени ; 5 ог j 4 вносимые фазовые сдвиги узкопопосных фильтров второй и чет вертой гармоник анализатора 5. Вольтметр 6 измер ет действуигщие значени  сигналов анализатора в виде Vz , У;д - К,А4д/Г 2в KjA.g/y, V;, Одновременно при вращении диска 18 с закрепленными на нем датчикам 1О-Г/ приемник 20 генерирует двухп л рные остроконечные импульсы (фиг.,4а, б ), которые преобразуютс  пороговыми устройствами 21 и 22 в однопол рные пр моугольные импульсы (фиг.4 в, г), совпадающие по времени с положительными импульса ми с приемника 20. Дифференцирующие цепи 23 и 24 выдел ют передние фронты импульсов с пороговых устройств 21 и 22 в виде коротких положительных импульсов (фиг.4 д, Элемент И 25 выдел ет импульсы (фи 4 3 ), наведенные датчиками 11-17, которые подаютс  на счетный вход счетчика 27, Элемент И 26 выдел ет импульсы (фиг.4 ж), наведенные датчиком 10, которые подаютс  на вход Установка 1 счетчика 27. Триггеры счетчика 27, который выпо нен по схеме вычитани , импульсами фиг.4 ж став тс  в единичное состо ние, а импульсами фиг.4 з последовательно переключаютс . В результате на пр мых выходах триггеров младших разр дов счетчика 27 образуютс  пр моугольные колеба ни  с частотой 2w и 4u) (фиг.4 к, Сигналы со счетчика 27 подаютс  на дешифратор 28, с выходов которого снимаетс  восемь последовательностей импульсов (фиг,4 til, у), служащих дл  юстировки блока 9 опорного сигнала. Юстировка осуществл етс  посредством измерител  29 временны интервалов. Дл  этого первоначально измер етс  период вращени  дис- 25Г ка 18 T ;-rj (фиг. 4л), затем измер етс  длительность импульса, сформированного жестко закрепленным датчиком 10 и датчиком 11 (фиг.4м ), и смещением датчика 11 в пределах 1(1-2) выставл етс  длительность импульса равна  Т/8. Далее смещают датчик 12 относи666 тельно датчика 11, датчик 13 относительно датчика 12 и т.д. После юстировки подвижных датчиков 11-17 импульсы (, у) стано в тс  равными Т/8, а с выхода блока 9 опорного сигнала снимаютс  пр моугольные колебани  в виде меандра (фиг.4и, к), которые используютс  в качестве опорных дл  измерени  фаз сигналов с узкополосных фильтров анализатора 5 при помощи стандартного фазометра 7. Ферритовый сердечник приемника 20 служит дл  увеличени  амплитуды импульсов (фиг.4а, б) и способствует более четкому срабатьшанию пороговых устройств 21 к 22. Из показаний вольтметра 6 получаютс  амплитуды сигналов с фотоприемников 3 и 4 , л . . А - . fл . «i , . к, Из показаний фазометра 7 получаютс  .значени  фаз у fij д/ V 1/ -л/. 2А 2А 2 ЧА 4Л 4 V i/-ot V i/oi 2Ь ie i 4S 48 4 где Чгд , 28 4в показани  азометра 7. Зна  Агд, ,, A, , Ц,, Ф , 28 определ ем характеристиеские величины оптической анизотроии по формулам «4дЦв-«4вЬ4А -fo- -to -и i rctop .. ...-:й ° 2 «4бЬ2А 1 .1 «4В Зд - 3 5«гс-1.-- -зг7Т чГ 4В-А it(B де характеристическа  разность аз; То характеристическое направение на входе в модель; угол отации (угол между первичным и вто- ичньм характеристическими направле- и ми ). . 45 48 5 6здесь (Л- разность фаз, наведенна  фазозадерживающей пластинкой (моду л тором ).

1573668

Вьшолнение в предлагаемом устройстве блока опорного сигнала, формирующего пр моугольные колебани , позвол ет повысить точность определни  5 характеристических величин путем более точного измерени  фаз отдельных гармоник посредством стандартного фазометра, который реагирует на знак фазы i имеет высокую стабильность показаний в зависимости от соотношени  амплитуд входного и опорного сигналов.

Claims (2)

1. ί. устройство.для определения ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ОПТИЧЕСКОЙ АНИЗОТРОПИИ, содержащее источник линейно—поляризованного света, модулятор, установленный перед держателем исследуемой модели и соединенный с блоком опорного сигнала, фотоприемники, соединенные с анализатором, и измерительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, блок опорного сигнала состоит из датчиков, размещенных на диске, приемника и формирователя опорных сигналов прямоугольной формы, соединенного с измерителем временных интервалов, причем датчики блока опорного сигнала выполнены в виде постоянных стержневых магнитов, размещенных через угол л/4 по внешней окружности диска так, что один из магнитов жестко закреплен и ориентирован к внешней окружности диска противоположным полюсом по отношению к остальным одинаково ориентированным магнитам, которые установлены с возможностью смещения по внешней окружности диска на угол 1(1—2°), .при этом диск выполнен из немагнитного материала с отверстием в центре, в котором размещен модулятор, а приемник блока опорного сигнала выполнен в виде катушки с заземленной средней точкой на ферритовом сердечнике, расположенной вблизи внешней окружности диска так, что плоскости витков катушки перпендикулярны плоскости диска, а ось катушки проходит через центр диска.

   фиг.1

   SU„„ 1157366
2. 2,. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что формирователь опорного сигнала прямоугольной формы содержит две пороговые схемы, входы которых соединены с выходами приемника, а выходы соединены с входами двух дифференцирующих цепей и первыми входами двухвходовых элементов И, вторые входы которых соединены перекрестно с выходами дифференцирующих цепей, а выходы элементов И соединены с входами счетчика, выходы триггеров которого подключены к входам дешифратора, причем прямые выходы триггеров младших разрядов счетчика являются выходами блока опорного сигнала, а выход триггера старшего разряда и выходы дешифратора соединены с измерителем временных интервалов, при этом вход Установка 1 счетчика соединен с выходом элемента И, формирующего импульс от жестко закрепленного магнита, а счётный вход счетчика соединен с выходом элемента И, форми· рующего импульсы от остальных магнитов, а счетчик выполнен по схеме вычитания.