PL67622B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 14.IV.1973 67622 KL. 21e, 19/00 MKP GOlr 19/00 CZYTELNIA Urzecto Poient^-or Twórca wynalazku: Wladyslaw Kuzniar Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Maszyn Przeply¬ wowych), Gdansk (Polska) Woltomierz elektronowy Przedmiotem wynalazku jest woltomierz elektro¬ nowy o duzej rezystancji wejsciowej, przeznaczony do pomiaru napiecia stalego lub przemiennego z bardzo slabego zródla.Do pomiarów napiec z bardzo slabego zródla naj - czesciej stosowane sa znane woltomierze lampowe, pracujace na zasadzie wtórnika katodowego. Mie¬ rzone napiecie przyklada sie na siatke sterujaca lampy, a miara jego jest prad anodowy. Zachodzi tu automatyczna kompensacja, poniewaz katoda uzyskuje wtedy napiecie prawie równe napieciu siatki i dzieki temu rezystancja wejsciowa lampy jest stosunkowo znaczna. Stosujac specjalne uklady z lampami elektromedycznymi uzyskuje sie rezy¬ stancje wejsciowa rzedu 101§ omów.Znane sa równiez woltomierze inwersyjne, w któ¬ rych lampa elektronowa pracuje w sytuacji od¬ wróconej w stosunku do normalnych warunków.Anoda lampy otrzymuje napiecie ujemne wzgledem katody i pelni role elektrody sterujacej, natomiast siatka triody lub siatka ekranowa pentody jest zasilana stalym napieciem dodatnim i pelni role anody. Prad tej siatki jest wtedy miara napiecia przylozonego do anody. Ze wzgledu na to, ze elektroda pomiarowa, czyli anoda lampy, jest od¬ sunieta od katody poza obszar ladunku przestrzen¬ nego i w dodatku ma potencjal ujemny, nie po¬ biera pradu i nie obciaza zródla mierzonego na¬ piecia. Jedynym obciazeniem, jakie pozostaje, jest tylko uplywnosc izolacji, która np. w lampach z 10 15 20 30 anada wyprowadzona na wierzch szklanej banki, jest bardzo mala.Znany jest uklad woltomierza inwersyjnego zbudowany na podwójnej triodzie. Jedna z triod pelni tu role lampy kompensacyjnej. Siatki obu triod zasilane sa napieciem dodatnim poprzez re¬ zystory, z których jeden jest regulowany. Miedzy Siatki jest wlaczony miernik magnetoelektryczny.Katody obu triod oraz anoda triody kompensa¬ cyjnej sa uziemione. Napiecie mierzone przyklada sie na anode lampy pomiarowej.W woltomierzach lampowych opartych na za¬ sadzie wtórnika katodowego z lampami elektro¬ metrycznymi uzyskuje sie wprawdzie rezystancje wejsciowa rzedu 101# omów, jednakze pewna skon¬ czona rezystancja pozostaje, zarówno na skutek niedokladnej kompensacji, jak tez i dlatego, ze siatka sterujaca znajduje sie tu blisko katody' i przechwytuje czesc pradu anodowego. Dodatkowa wada woltomierzy lampowych jest mala wartosc maksymalnego napiecia, jakie moze byc przylozone bezposrednio na siatke lampy. Do pomiaru napiec wyzszych stosuje sie dzielniki, te jednak zmniej¬ szaja z kolei rezystancje wejsciowa.Woltomierze inwersyjne natomiast, mimo zalet wynikajacych z prostoty ukladu, a przy tym duzej rezystancji wejsciowej, rzedu 101* omów, maja te wade, iz pracuja w ukladzie zwyklego wzmacnia¬ cza i nie maja przedpiecia na elektrodzie steruja¬ cej (anodzie). Mierzy sie nimi jedynie napiecia 67 62267 622 3 ujemne, a pcnadto ich charakterystyka pomiarowa jest bardzo nieliniowa. Na poczatku charakterys¬ tyki wystepuja tez czesto tak znaczne jej od¬ ksztalcenia, ze uniemozliwiaja jednoznaczny pomiar napiecia w tym zakresie.Z opisanych niedogodnosci wyniknal cel dla twór¬ czego rozwiazania zagadnienia takiego woltomie¬ rza, który mialby duza rezystancje wejsciowa a jednoczesnie umozliwialby pomiar napiecia stalego obu biegunowosci i napiecia przemiennego oraz aby jego charakterystyka pomiarowa byla zbli¬ zona do prostoliniowej.Cel ten zostal osiagniety w woltomierzu elektro¬ nowym wedlug wynalazku, zgodnie z którym w woltomierzu zawierajacym dwie lampy pracujace w ukladzie inwersyjnym, miernik magnetoelektryczny jest wlaczony miedzy katody tych lamp, a ponadto katody sa polaczone poprzez rezystory z koncami potencjometru, którego suwak jest uziemiony.Korzyscia techniczna, jaka zapewnia woltomierz wedlug wynalazku w porównaniu z woltomierzem inwersyjnym jest rozszerzenie zakresu pomiarowe¬ go równiez na napiecia dodatnie, a w konsekwencji mozliwosc pomiaru takze napiecia przemiennego.W porównaniu z woltomierzami opartymi na za¬ sadzie wtórndka katodowego, woltomierz wedlug wynalazku odznacza sie wielokrotnie wieksza re¬ zystancja wejsciowa, dzieki wykorzystaniu ukladu inwersyjnego, w którym elektroda sterujaca jest anoda, a prad roboczy plynie tylko miedzy katoda i siatka. Elektroda sterujaca w ukladzie wedlug wynalazku jest niejako poza obszarem objetym przez elektrony, przy tym jest dalej od katody, a wiec jest slabiej grzana. Zatem równiez termiczna emisja elektronów z anody jest slabsza niz z siatki w normalnym ukladzie. Z tych powodów rezystan¬ cja ^wejsciowa woltomierza moze byc znacznie wieksza i jak stwierdzono osiaga wartosc rzedu 101* omów. Jezeli chodzi o graniczna czestotliwosc pomiaru, to w woltomierzach pracujacych na za¬ sadzie wtórndka katodowego jest ona zwykle ogra¬ niczona przez czas przelotu elektronów od katody do anody. W ukladzie wedlug wynalazku wchodzi w gre znacznie krótszy dystans katoda-siatka, a wiec czas przelotu jest krótszy d czestotliwosc wy¬ pada wieksza, przy niezmienionych innych wa¬ runkach.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat ideowy woltomierza.Woltomierz w przykladowym wykonaniu sklada sie z dwóch lamp typu trioda, z których jedna lampa pelni role lampy pomiarowej a druga lampy kompensujacej. Lampa pomiarowa ma punkt pra¬ cy przeniesiony poza zakres znieksztalcen poczat- 4 kowej czesci jej charakterystyki anodowej. Zaciski wejsciowe a i b sa polaczone bezposrednio z ano¬ dami lamp. Pomiedzy siatki obu lamp jest wlaczo¬ ny potencjometr PI sluzacy do wstepnego wyrów- 5 nania charakterystyk triod. Suwak potencjometru PI jest polaczony ze zródelm dodatniego, stabili¬ zowanego napiecia Uz. Katody triod sa polaczone poprzez rezystory Rl i R2 z koncami potencjometru P2, którego suwak jest uziemiony. Miedzy katody io jest wlaczony woltomierz magnetoelektryczny V.Dla pomiarów napiec przemiennych miedzy kato¬ dy wlacza sie miernik magnetoelektryczny z pro¬ stownikami.Jak juz wspomniano, w woltomierzu wedlug wy- 15 nalazku anoda pelni role elektrody sterujacej a siatka role anody. Siatka lampy pomiarowej jest zasilana napieciem stalym, np. okolo +250 V, a do anody przyklada sie napiecie mierzone. Dopóki potencjal anody jest nizszy od potencjalu katody, 20 dopóty anoda odrzuca elektrony i nie pobiera pradu ze zródla mierzonego napiecia. Stad wynika wla¬ snie wielka rezystancja wejsciowa ukladu, która bylaby meograniczenie wielka, gdyby nie emisja elektronów z anody i uplywnosc izolacji (szklo, 25 banki, podstawka lampy).Prad siatki w omawianym ukladzie jest pradem roboczym i jest równy w przyblizeniu napieciu zasilajacemu Uz podzielonemu przez sume rezy¬ stancji 30 PI + P2 R1 + " + rsk gdzie rsk oznacza rezystancje obszaru pomiedzy 35 siatka i katoda. Zmiana potencjalu anody wywoluje zmiane rozkladu potencjalów w lampie, przez co zmienia sie wartosc rgk, prad siatkowy i potencjal katody. W rezultacie zmieniaja sie wskazania wol¬ tomierza V. 40 PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Woltomierz elektronowy o duzej rezystancji wejsciowej przeznaczony do pomiaru napiecia sta- 45 lego lub przemiennego z bardzo slabego zródla, zawierajacy dwie lampy pracujace w ukladzie in- wersyjnym, gdzie napiecie mierzone jest przykla¬ dane na anody lamp a ich siatki sa polaczone po¬ przez rezystory ze zródlem dodatniego napiecia 50 zasilajacego oraz zawierajacy miernik magnetoelek¬ tryczny, znamienny tym, ze miernik magnetoelek¬ tryczny jest wlaczony miedzy katody obu lamp, a ponadto katody sa polaczone poprzez dwa re¬ zystory (Rl, R2) z koncami potencjometru (P2) 55 którego suwak jest uziemiony.KL. 21e, 19/00 67 622 MKP GOlr 19/00 a b g-^=-3 u -®- p, JR' \iz PL PL