SU100156A1 - Электростатический компаратор мощности - Google Patents

Description

Дл  ТОЧНЫХ измерений величин переменного тока примен ютс  приборы , получившие название компараторов .

Назначением компараторов  вл етс  установление тождества значений одноименных электрических величин, различающихс  по частоте. Это позвол ет находить значени  величин переменного тока повышенной частоты, измер   абсолютные значени  величин посто нного тока или переменного тока низкой частоты, эквивалентные измер емым. Этим достигаетс  весьма существенное повышение точности измерений, так как на посто нном токе измерени  весьма точны.

От компаратора не требуетс  длительной устойчивости характеристик, в св зи с тем, что процесс сравнени  производитс  в течение небольшого промежутка времени. Основные требовани  к нему - это независимость показаний от частоты и высока  чувствительность . Электродинамические приборы могут примен тьс  дл  точных измерений лишь при частоте не выше 1000-1500 гц и поэтому не могут удовлетворить современные потребности в измерени х при более высоких частотах.

Термоэлектрический компаратор может дать весьма малую погрешность в широкой полосе частот, по крайней мере в пределах до 20000 гц она может быть не большей 0,01- 0,02%.

Однако применение термоэлектрического метода, весьма удобного дл  измерений токов и напр жений, приводит к громоздкой схеме и сложной процедуре измерений при сравнении мощностей. Кроме того, в схеме термоэлектрического ваттметра возникает специфическа  погрешность изза неквадратичности характеристик термоэлементов.

Предметом насто щего изобретени   вл етс  электростатический компартор, свободный от этих недостатков . В основе применени  квадрантного электрометра дл  измерени  мощности переменного тока лежит «езависилюсть показаний электростатического прибора от частоты.

Вопросам конструкции и методики измерений удел етс  л№ого внимани  Б литературных источниках. Однако , в них электрометр использован как показывающий прибор, требующий кропотливой градуировки в весьма большом числе точек шкалы и все же не дающий полной уверенности в получаемых рез}льтатах измерени , поскольку малейшие изменени  уста«овки прибора или условий , в которых юн .находитс , могут изменить градуировку. Кроме того, описанные в этих работах приборы весьма нежны, непортативны, имеют большое врем  успокоени , а потому их область применени  весьма ограничена.

С целью устранени  некоторых из указанных недостатков предлагалось применить компенсацию вращающего момента, создаваемого измер емой мощностью, одновременно приложенным к электрометру напр жением посто нного тока. Однако данный прием не нашел практического применени , повидимому, изза того, что при этом в каждой измер емой точке приходитс  производить четыре уравновещивани  с переключением пол рности напр жений на бисквите и квадрантах вследствие наличи  контактных разностей потенциалов.

Предлагаемый компаратор также представл ет собою квадрантный электрометр, включенный по схеме измерени  мощности. Согласно изобретению на его подвижной части, ПОМИМО бисквита, помещена миниатюрна  обмотка, наход ща с  в поле посто нного магнита и образующа  «магнитоэлектрический возвратитель , позвол ющий компенсировать вращающий момент, создаваемый измер емой мощностью. Кроме того, с целью повышени  надежности и транспортабельности согласно изобретению в приборе предлагаетс  применить заполнение жидкостью с большой диэлектрической проницаемостью (например, нитробензолом ). Это позвол ет при сохранении высокой чувствительности значительно уменьшить период свободных колебаний и св занное с ним врем  успокоени , одновременно увеличив противодействующий момент и устойчивость нулевого положени . Вместе с тем, заполнение в зкой жидкостью позвол ет применить сильно переуспокоенный режим движени , что (по проф. Козыреву, ЛЭТИ), значительно уменьшает вли ние внешних вибраций на работу прибора. Предлагаемый прибор

можно выполнить на раст жках, что сделает его легко транспортируемым и простым в обслуживании.

При измерени х мощности с помощью предлагаемого прибора вращающий момент, приложенный к бисквиту электрометра, должен быть скомпенсирован моментом тока в магнитоэлектрическом возвратителе. Как известно, вращающий момент электрометра в схеме дл  измерени  мощности пропорционален последней , причем, поскольку в новом приборе бисквит всегда приводитс  в начальное положение, вли ние различного рода ассиметрий исключаетс .

Момент магнитоэлектрического возвратител  пропорционален току в рамке, следовательно, ток в возвратителе пр мопропорционален искомой мощности. Этот ток в зависимости от требуемой точности можно измер ть стрелочным микроамперметром или компенсационным методом.

Коэффициент пропорциональности между током и мощностью можно определ ть двум  способами: либо к бисквиту и квадрантам прикладывают напр жени  посто нного тока, создающие тот же вращающий момент , что и на переменном токе, либо измер ют прибором мощность переменного тока низкой частоты, выдел емую в точно известном сопротивлейии . Эту мощность можно вычислить , измерив приложенное к сопротивлению нагрузки напр жение, например , с помощью термоэлектрического компаратора напр жени . Проверка посто нства коэффициента пропорциональности может производитьс  сколь угодно часто, необходимые дл  этого элементы могут быть включены в комплект установки .

По «овым литературным данным диэлектрическа  проницаемость нитробензола остаетс  посто нной при частотах почти до 4 мггц, и лишь при более высоких частотах начинаетс  ее падение. Поэтому прибор позвол ет осуществл ть точные измерени  в широкой полосе частот. Объемное сопротивление хорошо очишенного нитробензола достигает 10° ом-см, что недостаточно дл  электрометрических измерений обыч