SU1673994A1

SU1673994A1 - Voltmeter

Info

Publication number: SU1673994A1
Application number: SU894704123A
Authority: SU
Inventors: Герш Шиманович Лившиц; Анатолий Львович Патлах; Яков Иосифович Токарь; Алла Гершевна Токарь
Original assignee: Усть-Каменогорский Строительно-Дорожный Институт
Priority date: 1989-06-14
Filing date: 1989-06-14
Publication date: 1991-08-30

Abstract

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и позвол ет снизить себестоимость прибора и упростить конструкцию. Цель изобретени - упрощение конструкции вольтметра. К электродам 4 и 5 подвод т измер емое напр жение. Диффузный прозрачный рассеиватель 2 освещаетс светом, который, пройд через него проходит затем через кристаллическую пластину 1 в воздух и далее через пол роид 6 к трубке 8 и через фильтр 9 и объектив 10 в глаз наблюдател . 1 ил.The invention relates to electrical measuring equipment and allows reducing the cost price of the device and simplifying the design. The purpose of the invention is to simplify the construction of a voltmeter. Measured voltage is applied to electrodes 4 and 5. The diffuse transparent diffuser 2 is illuminated with light, which, after passing through it, then passes through the crystal plate 1 into the air and then through the floor 6 to the tube 8 and through the filter 9 and the objective 10 into the eye of the observer. 1 il.

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения электрического напряжения.The invention relates to electrical engineering and can be used to measure electrical voltage.

Цель изобретения упрощение конструкции.The purpose of the invention is to simplify the design.

На чертеже показана схема устройства.The drawing shows a diagram of the device.

Вольтметр состоит из плоскопараллельной пластины 1 (параллелепипед) из ниобата лития, перед одной из боковых граней которой помещен диффузный рассеиватель 2, например молочное матовое стекло, ориентированное параллельно грани. При противолежащей грани нанесена шкала 3, по которой может быть произведен отсчет величины напряжения. Две другие противолежащие грани покрыты электродами 4 и 5, по которым подводится измеряемое напряжение. Оптическая ось кристалла, направление которой указано пунктирной линией 00 перпендикулярна граням с электродами. За гранью со шкалой 3 помещен поляроид 6. Он расположен параллельно плоскости грани, а плоскость пропускания волны ориентирована так, что вектор электрической напряженности прошедшего через поляроид света параллелен оптической оси кристалла. Перед шкалой расположена камера 7, затеняющая шкалу от постороннего света и содержащая трубку 8, в которую вмонтированы фильтр 9 и окуляр 10 для рассмотрения щкалы глазом.The voltmeter consists of a plane-parallel plate 1 (parallelepiped) of lithium niobate, in front of one of the side faces of which a diffuse diffuser 2 is placed, for example frosted glass, oriented parallel to the face. With an opposite face, a scale 3 is plotted, according to which a voltage value can be counted. Two other opposite faces are covered with electrodes 4 and 5, along which the measured voltage is applied. The optical axis of the crystal, the direction of which is indicated by the dashed line 00, is perpendicular to the faces with electrodes. Polaroid 6 is placed beyond the face with a scale of 3. It is parallel to the face plane, and the wave transmission plane is oriented so that the electric vector of the light transmitted through the polaroid is parallel to the optical axis of the crystal. In front of the scale there is a chamber 7, which shades the scale from extraneous light and contains a tube 8, into which a filter 9 and an eyepiece 10 are mounted to examine the pupils with the eye.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

К электродам 4 и 5 проводится измеряемое напряжение. Диффузный рассеиватель 2 освещается любым светом (показано стрелками), в том числе светом помещения, в котором ведется работа. Необходимость использования специального источника света исключена. Свет, пройдя через диффузный рассеиватель 2, частично проходит через поляроид 6 к трубке 8 и далее через фильтр 9 и объектив 10 в глаз наблюдателя.The electrodes 4 and 5 are measured voltage. The diffuse diffuser 2 is illuminated by any light (shown by arrows), including the light of the room in which the work is carried out. The need to use a special light source is excluded. The light passing through the diffuse diffuser 2 partially passes through the polaroid 6 to the tube 8 and then through the filter 9 and the lens 10 into the eye of the observer.

Указанная ориентация поляроида позволяет выделить необыкновенный луч и гасит обыкновенный. При желании поляроид можно выполнить вращающимся и выделять аналогично обыкновенный луч.The indicated orientation of the polaroid allows you to select an extraordinary beam and extinguishes the ordinary. If desired, the polaroid can be made rotating and emit a similar ordinary beam.

В зависимости от величины поданного напряжения на электроды 4 и 5 наблюдатель видит на шкале границу между светлой и темной частями в различных пунктах шкалы. Действительно, поскольку показатель преломления кристалла г больше, чем показатель преломления воздуха, не все лучи, идущие из различных пунктов матового стекла, попадают в глаз. Из-за внутреннего отражения на границе кристалл-воздух часть лучей не выходит из кристалла. На пример (см. чертеж), при малом угле а луч света, вышедший из точки А поверхности матового стекла 2, после преломления попадает в глаз наблюдателя. Вышедший из пункта В луч, падающий на границу кристалл-воздух под углом β > а , не выйдет из кристалла, если показатель преломления кристалла будет удовлетворять формуле закона полного внутреннего отражения n=1/sln β (показатель преломления воздуха принят равным единице). Луч, вышедший из точки С, падает под углом γ> β т.е. n=1/sln β , а следовательно, тем более не выйдет из кристалла и не попадет в глаз. Таким образом, наблюдатель в описанном случае видит на шкале границу между светлой и темной частями, которая определяется лучом, падающим под углом β . при условии n=1/sin β .Depending on the magnitude of the applied voltage to the electrodes 4 and 5, the observer sees on the scale the boundary between the light and dark parts at different points on the scale. Indeed, since the refractive index of the crystal r is greater than the refractive index of air, not all rays coming from different points of the frosted glass fall into the eye. Due to internal reflection at the crystal-air interface, some of the rays do not exit the crystal. For example (see drawing), at a small angle a, a ray of light emerging from point A of the surface of frosted glass 2, after refraction, enters the eye of the observer. A beam that leaves the point B and hits the crystal-air interface at an angle β> a will not exit the crystal if the refractive index of the crystal satisfies the formula for the law of total internal reflection n = 1 / sln β (the refractive index of air is taken to be unity). A ray emerging from point C falls at an angle γ> β i.e. n = 1 / sln β, and therefore, the more it will not come out of the crystal and will not get into the eye. Thus, the observer in the described case sees on the scale the boundary between the light and dark parts, which is determined by the beam incident at an angle β. provided n = 1 / sin β.

Ниобат лития отличается тем, что показатель преломления у этого кристалла зависит от величины поданного напряжения. Поэтому граница между светом и тенью, видимая на шкале 3 устройства, зависит от величины поданного на электроды напряжения, что позволяет, после соответствующей калибровки определять его величину. Предлагаемый вольтметр прост, необходимо только изготовить пластинку из ниобата лития, покрыть ее матовым стеклом, электродами, нанести шкалу и установить поляроид.Lithium niobate is characterized in that the refractive index of this crystal depends on the magnitude of the applied voltage. Therefore, the border between light and shadow, visible on the scale 3 of the device, depends on the magnitude of the voltage applied to the electrodes, which allows, after appropriate calibration, to determine its value. The proposed voltmeter is simple, it is only necessary to make a plate of lithium niobate, cover it with frosted glass, electrodes, apply a scale and install a polaroid.

Claims

Claim

A voltmeter containing input terminals for connecting the measured voltage, a light source whose optical output is optically connected through a sensitive element to a scale, the input terminals being electrically connected to electrodes on the surface of the sensitive element, characterized in that, in order to simplify the design, a diffuse is entered into it scatterer, polaroid, filter and eyepiece, the sensitive element is made in the form of an electro-optical crystal, having the shape of a parallelepiped, and the optical axis of the electro-optical crystal is oriented perpendicularly to the directions of propagation of light from the light source to the surfaces on which electrodes made sensitive element, between the optical output of the light source and the input surface of the sensor element is a diffuse scatterer and the polaroid. the filter and the eyepiece are optically in series and installed in the path of the light beam after the scale.