SU1018023A1 - Устройство дл измерени высокого напр жени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее размещенные в вакуумном объеме источник зар женных частиц, ускор киций электрод , модул тор, вход которого подключен к выходу высокочастотного генератора , и два токосъемных датчика, выходы которых соединены с .входами фаэометрического блока, а также счетчик импульсов, выход которого подключен к входу блока регистрации, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  н точности, оно снабжено источником посто нного напр же и , блоком коммутации и аналого-цифровьм преобразова: елем , в вакуумный объем введены запирающий и дополнительный ускор ющий электрода счетчик импульЬов выполнен реверсивным, а блок регистрации - с пам тью-, причем Звыход источника посто нного напр жени  подключен к запирающему электроду, входы блока коммутации и аналого-цифрового преобразовател  соединены с выходом фазометрического блока, вход реверсивного счетчика импульсов соедиW нен с выходом блока коммутации, а выход - с одним из входов блока регистрации с пам тью, другой вход которого подключен к илходу аналого-цифрового преобразовател .

Description

tc

00

Изобретение относитс  к электрризмерительной технике и npeflHasHajчено дл  использовани  при создан|1и образцовых приборов контрол  постЬ нного , медленомен ющегос , однопол рHOFO переменного промьаиленной 4aciro ты и импульсного напр жений. ;

Известно устройство дл  измере-гни  высокого напр жени  по абсолютному методу, содержащее размещенные; в вакуумном объеме источник зар женных частиц, ускор ющий электрод, j1oДУЛЯТОР , вход которого подключен JC

выходу высокочастотного генератора, датчики модулированного тока пуска, св занные с входом блока Обработки информации

Известное устройство позвол ет; измер ть лишь дискретные значени  , посто нного напр жени , т.е. имее весьма ограниченную область практического применени . того, его недостатком  вл етс  низкое быстрдде ствие, обусловленное сложной процедурой измерени , в частности калибровки прибора. .;

Наиболее близким к изобретению ; вл етс  врем -пролетное устройство дл измерени  высокого напр жени , содержащее размещенные в вакуумном объеме источник зар женных частиц, ускор ющий электрод, модул тор, вход которого подключен к выходам взаимосв занных высокочастотного генератора пр моугольных импульсов, и два токосъемных датчика, выходы котор ых соединены с входами фазометрического блока, формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу nepBoifo из датчиков, ключ, сигнальный вход которого подключен к выходу второз о датчика, а управл ющий вход - к выхо ду формировател  импульсов, счетчик импульсов, вход которого соединение выходом ключа, а выход - с входом блока регистрации 2 J.

Указанное устройство имеет достаточно широкую область практического напр жени  промышленной частоты требуема  длительность запирающего импульса должна превышать наибольшее врем  пролета, соответствующее некоторому начальному (минимальноЫ ) значению измер емого напр жени . Это определ ет относительно большое мер вое врем  измерител  и ограничивает возможное число измер емых мгновенных значений напр жени  в течение одного периода. При этом достаточно полный набор мгновенных значений ; может быть получен лишь путем измерени  в течение нескольких периодов, как среднее по нескольким периодам, при задании относительного сдвига моментов включени  запирающих импулбсов от периода к периоду. Данное 06сто тельства отрицательно сказывафтс  на скоростных и метрологический

характеристиках известного устройства .

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  и точности измерительного устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство дл  измерени  высокого напр жени , содержащее размещенны в вакуумном объеме источник зар женных частиц, ускор ющий электрод, модул тор , вход которого подключен ,к выходу высокочастотного генератора, и два токосъемных датчика, выходы которых соединены с входами фазометрического блока, счетчик импульсов , выход которого подключен к входу блока регистрации, снабжено источником посто нного напр жени , блоком коммутации и аналого-цифровым преобразователем , в вакуумный объем введены запирающий и дополнительный ускор ющий электроды, счетчик импульсов выполнен реверсивным, а блок регистрации - с пам тью, причем выход источника посто нного напр жени  подключен к запирающему электроду, входы блока коммутации и аналого-цифрового преобразовател  соединены с выходом фазометрического блока, вход реверсивного счетчика импульсов соединен с выходом блока коммутации, а выход - с одним из входов блока регистрации с пам тью, другой вход которого подключен к выходу аналогоцифрового .преобразовател .

На чертеже представлена функциональна  схема предложенного устройства .

Устройство содержит вакуумный объем 1, в котором размещены источник 2 зар женных частиц ( электронов или ионов) с выводом дл  подключени  измер емого напр жени , ускор ющий электрод 3, запирающий электрод 4, ускор ющий электрод 5, электроды модул тора 6, токосъемные датчики 7 и 8, выполненные в виде плоских пластин, установленных перТ1ендикул но оси системы на известном рассто нии друг от друга. Датчик 7 имеет в центре отверстие дл  пропускани  пучка. Ускор ющие электроды 3 и 5 и один из электродов модул тора 6 заземлены на корпус. Запирающий электрод 4 подключен к источнику 9 посто нного напр жени . К электродам модул тора б подключен высокочастотный генератор 10. Датчики 7 и 8 соединены с входами фазометрического блока 11, к выходу которого подключены блок 12 коммутации и аналого-цифровой преобразо ,ватель 13. Выход блока 12 коммутации соединен с входом реверсивного счетчика 14 импульсов. Выходы счетчика 14 и аналого-цифрового преобразовател  13 подключены к блоку 15 регистрации с пам тью. Устройство работает следующим образом . Измер емое высокое напр жение прикладываетс  между источником 2 зар женных частиц и заземленным на корпус ускор ющим электродом 3. Пучок зар женных частиц из источника 2 ускор етс  и после прохождени  через отверстие в электроде 3 имеет энергию , определ емую приложенной разностью потенциалов. На запирающий электрод 4 от источника 9 низкого посто нного напр жени  подаетс  тормоз  й потенциал, задерживающий пучок при значени х измер емого напр жени  меньших потенциалов превышает запирающий потенциал, пучок проходит через отверстие в электроде 4, доускор етс  в промежутке между электродами 4 и 5 и за электродом 5 приобретает точное значение энергии, соответствующее измер емой разности потеч (Циалов. в промежутке между электродами модул тора б на пучок действует отклон ющее поперечное знакопеременное во времени электрическое поле известной частоты f , задаваемое от стабилизированного высокочастотного генератора 10. Выходной диафраг мой модул тора б служит первый,токосъемный датчик 7. Через его отвер стие проход т, только те частицы, которые прошли электрюды модул тора б в моменты времени, соответствующие нулевым или близким к ним значени м пол . За датчиком 7 вдоль оси систе ,мы распростран етс  пучок, промодулированный по интенсивности удвоенно частотой. Этот пучок регистрируетс  затем вторым токосъемным датчиком 8. Последовательности импульсов с да чиков 7 и 8 сдвинуты во времени на и те@вал, равный времени пролета части цами известного рассто ни  Ь . между датчиками. В общем случае набег фазы 0 между сигналами равен некоторому целому числу полных периодов плюс .не который сдвиг, не превышающий одного периода. Сдвиг по фазе в пределах одного периода измер етс  фазометрическим блоком 11, который включает фильтры .дл  выделени  первых гармониксигналов , равных частоте модул ции, и; фазоизмерительную схему с аналоговым выходом. Измерение целого числа периодов производитс , реверсивным счет чиком 14 импульсов, начальный счет к торого устанавливаетс  заранее в зависимости от значени  напр жени  источника 9. В качестве счетных импульсов используютс  резкие скачки напр жени  на выходе фазометрическог блока 11 в моменты перехода полного фазового сдвига через значени , соот ветствующие целый числам периодов. Блок 12 кОммута14ии скачки напр жени  с положительной производной подает в канал вычитани  счетчика 14, ас отрицательной - в канал сложени . При этом измерение высокого напр жени  начинаетс  с могента, когда о.но превысит потенциалзапирающего электрода 4, дл  которого целое число периодов фазового сдвига соответствует начальному счету счетчика 14. По мере роста напр жени  число целых периодов уменьшаетс  до числа, соответствующего максимальному напр жению , затем при уменьшении напр жени  снова увеличиваетс  до заданного зна чени  начального счета. Напр жение с выхода фазометрического блока 11 подаетс  на Bxojq аналого-цифрового преобразовател  13. Таким образом, предложенное устройство позвол ет производить непрерывное измерение фазового сдвига в течение всего периода(либо одиночно го импульса), тогда как в известных устройствах значительна  часть информации тер етс , поскольку необходимо периодически прерывать пучок на интер валы времени, превышанмцйе наибольшее значение времени пролета,, соответствующее , минимальной величине измер емого напр жени .. Сигналы с выходов реверсивного счетчика 14 импульсов и аналого-цифрового преобразовател  13 подаютс  к входам блока 15 регистрации с пам тью , в котором показани  счетчика 14 записываютс  как целые числа, а показани  преобразовател  13 - как их дробна  часть, т.е. максимальное показание преобразовател  13 приравниваетс  к единице. Индиюади  накопленных данных может производитьс , например , с помощью цифропечатй и.ли на экране электронно-лучевой трубки в зависимости вт требуемой точности и вида измер емого высокого напр жегни . Скорость пучка вычисл етс  следую|Щим образом: N. с., Точностные характеристики предложенного устройства дл  абсолютных измерений высоких напр жений определ ютс  погрешност ми, с которыми известны частота модул ции, пролетна  длина и может быть измерен фазовый сдвиг. Дл  нахождени  значени  измер емого напр жени  следует пользоватьс  зависимостью с учетом рел тивистских эффектов П- о 1и т - ТГ W-TT) -ij. W . , Вход щие в формулу фундаментальные константы (скорость света С, масса поко  MO и зар д частиц Ze) известны с погрешностью пор дка10 или мень

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее размещенные в вакуумном объеме источник заряженных частиц, ускоряющий электрод, модулятор, вход которого подключен к выходу высокочастотного генератора, и два токосъемных датчика, выходы которых соединены с входами фаэометрического блока, а также счет- чик импульсов, выход которого подключен к входу блока регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, оно снабжено источником постоянного напряжения, блоком коммутации и аналого-цифровым⁴преобразователем, в вакуумный объем введены запирающий и дополнительный ускоряющий электроды» счетчик импульЬов выполнен реверсивным, а блок регистрации - с памятью-, причем выход источника постоянного напряжения подключен к запирающему электроду, входы блока коммутации и аналого-цифрового преобразователя соединены с выходом фазометрического блока, вход ре- g версивного счетчика импульсов соединен с выходом блока коммутации, а выход - с одним из входов блока регистрации с памятью, другой вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя.

   S01018023