SU1308903A1 - Универсальный высокочастотный измерительный прибор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  и измерени  посто нного и переменного тока, напр женности посто нного магнитного пол , механических величин. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей прибора, а также повьшение точности измерени  достигаетс  за счет измерени  мощности, магнитных и механических величин. Дл  этого в прибор, содержащий нагреватель I, опоры 2, направл ющую 3 нагревател , систему 4 отсчета, элемент 5 нагревател , элемент 8 механической передачи , входные клеммы 9 и 10, коммутатор 11, корпус 16,. дополнительно введены провод ща  пластина 6 с клеммой 7, источник 12 напр жени , источник 13 тока, резистор 14 с контуром 15. Отсутствие в приборе элементов повышенной точности и небольша  их номенклатура , а высока  нагрузочна  способность повышают надежность прибора, упрощают технологию производства и снижают эксплуатационные ,расходы, 2 ил. I (Л /& (Puz.l

Description

1 13

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  и измерени  посто нного и переменного тока, напр жени  и мощности посто нного и переменного тока, напр женности посто нного магнитного пол , механических величин .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей прибора за счет измерени  мощности, магнитных и механических величин, а также повышение точности измерени .

На фиг.1 показана конструкци  прибора; на фиг.2 - его принципиальна  схема.

Универсальный высокочастотный измерительный прибор содержит нагреватель 1, опоры 2, направл ющую 3 нагревател , систему 4 отсчета (шкапу), элемент 5 нат жени  нагревател , провод щую пластину 6 с клеммой 7, элемент 8 механической передачи, вход

Установкой коммутатора 11 в положение Измерение тока подвижные контакты всех дев ти групп замыкаютс  с п тым неподвижным контактом. При этом входные клеммы 9 и 10 подключаютс  к нагревателю 1, а источник 12 напр жени  включаетс  между нагре30

ные клеммы 9 и 10, коммутатор 11, ис- ,,

точник 12 напр жени , источник 13 то- вателем 4 и пластиной 6. Клеммами 9

и 10 прибор включаетс  последовательно в измер емую цепь.

При протекании через нагреватель 1 тока и воздействии на него сильного электрического пол  возникают незатухающие колебани  нагревател  1. Кажда  его точка совершает круговые движени  в плоскости, перпендикул рной исходному положению нагревател  35 1, Так как частота колеб-аний довольно высока, зрительно нагреватель воспринимаетс  как тело вращени . Амплитуда колебаний нагревател  зависит от величины тока, протекающего через него, и не зависит от рода тока.

Считывание показаний производитс  по шкале 4 проектированием на нее точек максимального отклонени  нагревател  1. На фиг.1 приведена простейша  конструкци  системы отсчета. При непосредственном считывании невооруженным глазом погрешность значительна . Применение оптических приборов дл  увеличени  угла зрени  или создаКонтур 15, подключенный к резисто- ки  увеличенного мнимого изображени  ру 14, жестко зафиксирован в корпусе на шкале или вторичных измерителей 16 прибора, так что его площадь неизменна .

Клеммы 7, 9 и 10 используютс  дл 

ка, резистор 14 с контуром 15 и корпус 16.

Нагреватель 1, выполненный в виде тонкой проволоки, закреплен в опорах 2, огибает направл ющую 3 и соединен с элементом 5, в качестве которого используетс  пружина или груз. Така  конструкци  обеспечивает посто нное нат жение нагревател  1 и исключает необходимость установки указател  на нулевую отметку шкалы 4.

В точке контакта нагревател  1 и направл ющей 3 закреплен элемент 8, выполненный в виде жесткой т ги.

Нагреватель 1 размещен параллельно плоскости пластины 6, соединенной с клеммой 7. Рассто ние между нагревателем 1 и пластиной 6 выбрано таким , чтобы источник 12 напр жени  при подключении го к провод щей пластине 6 и нагревателю 1 создавал между ними напр женность электрического пол  в пределах (0,3-0,8) пробивного значени .

40

45

амплитуды колебаний позволит получить точность считывани  не хуже 1,5-2,5%. Установкой коммутатора 11 в поло- подключени  электрических измер емых жение Измерение напр жени  подвиж- величин. Элемент 8 механической пере- ные контакты всех дев ти групп замы- дачи используетс  дл  измерени  механических величин.

каютс  с четвертым неподвижным контактом . При этом входна  клемма 9

Количественное значение измер емой величины определ етс  амплитудой колебаний нагревател  1, котора  фиксируетс  по шкале 4, размещаемой в 5 средней части нагревател  1 перпендикул рно ему на рассто нии не меньше, чем пластина 6.

Коммутатор- 11 содержит дев ть групп контактов и имеет шесть фикси- 0 рованных положений (фиг.2) соответст- вующих режимам работы прибора Выключен , Измерение тока, Измерение напр жени , Измерение мощности, Измерение магнитного пол , Измерение механических величин.

Устройство работает следующим образом .

Установкой коммутатора 11 в положение Измерение тока подвижные контакты всех дев ти групп замыкаютс  с п тым неподвижным контактом. При этом входные клеммы 9 и 10 подключаютс  к нагревателю 1, а источник 12 напр жени  включаетс  между нагре5

0

,,

амплитуды колебаний позволит получит точность считывани  не хуже 1,5-2,5% Установкой коммутатора 11 в поло- жение Измерение напр жени  подвиж- ные контакты всех дев ти групп замы-

каютс  с четвертым неподвижным контактом . При этом входна  клемма 9

подключаетс  к пластине 6, а входна  клемма 10 - к нагревателю I. Источник 13 тока подключаетс  к нагревателю 1. При выбранных электрических параметрах и конструктивных раз- мерах нагревател  1 источник 13 тока должен обеспечить его нагрев до оптимальной температуры, определ емой экспериментально с учетом потребл емой мощности и амплитуды колебаний. Клеммами 9 и 10 прибор включаетс  параллельно с измер емой цепью. По размаху колебаний нагревател  1 определ етс  значение измер емой величины.

Установкой коммутатора 11 в поло- женив Измерение мощности подвижные контакты всех дев ти групп замыкаютс  с третьим неподвижным контактом. При этом входные клеммы 9 и 10 подключаютс  к нагревателю 1. Клеммами 9 и 10 прибор включаетс  последовательно в измер емую цепь, а клеммами

9и 7 - параллельно, т.е. по схеме включени  ваттметра. По размаху колебаний нагревател  определ етс  значе ние измер емой величины.

Установкой коммутатора 11 в положение Измерение магнитного пол  подвижные контакты всех дев ти групп замыкаютс  с вторым неподвижным контактом . При этом входные клеммы 9 и

10подключаютс  к резистору 14, источник 12 напр жени  подключаетс  к нагревателю 1 и пластине 6, источник

13 тока соедин етс  последовательно с резистором 14 и подключаетс  к нагревателю 1 .

Резистор 14, источник 13 тока, нагреватель 1 и контур 15 образуют кон- . тур с площадью S. Так как нагреватель 1 колеблетс , то площадь контура измен етс  с частотой колебани  нагревател  1. При внесении прибора в измер емое магнитное поле индукции В в контуре возникает ЭДС Е, величина которой может быть определена по формуле

.

) BdS

dt dt Под действием ЭДС в контуре потечет переменный ток и на резисторе 14 создаетс  падение напр жени  U, которое измер етс  путем подключени  прибора , например электромагнитной сие темы, к входным клеммам 9 и 10.

Величина напр жени  на резисторе 14 зависит от индукции измер емого

5 10

5

35 20

25

30

45

50

55

пол , скорости изменени  площади контура , т.е. от частоты колебаний нагревател  I, котора  будет величиной посто нной дл  данного прибора, величины сопротивлени  резистора 14, котора  также  вл етс  посто нной. Следовательно , величина индукции (или напр женности) измер емого магнитного пол  пр мо пропорциональна напр жению на резисторе 14.

Установкой коммутатора 1I в положение Измерение механических величин подвижные контакты всех дев ти групп замыкаютс  с первым неподвижным контактом. При этом источник 12 напр жени  подключаетс  к нагревателю 1 и пластине 6, а источник 13 тока - к нагревателю 1. Измер ема  механическа  величина воздействует на нагреватель I посредством элемента 8, выполненного в виде жесткой т ги , соединенной с нагревателем 1 в точке его контакта с направл ющей 3. От силы нат жени  нагревател  завис т амплитуда и частота его колебаний .

При измерении массы прибор ориентируетс  таким образом, чтобы нагреватель прин л вертикальное положение элементом 8 вниз. К элементу 8 прикрепл етс  измер емый объект. По амплитуде колебаний нагревател  1 определ етс  масса последнего.

При измерении силы прибор ориентируетс  таким образом, чтобы ее вектор был направлен вдоль оси нагрева- тел  1, при этом объекты, сила взаимодействи  между которыми измер етс , закрепл ютс  на корпусе 16 прибора и на элементе 8. По амплитуде колебаний нагревател  1 определ етс  измер ема  сила.

При измерении механических напр жений и относительного удлинени  тел корпус 16 неподвижно закрепл етс  в одной контролируемой точке, г элемент 8 - в другой. Создаетс  предварительное нат жение. По амплитуде колебаний нагревател  I определ етс  измер ема  величина.

Градуировка шкалы 4 в различных

режимах работы измен етс . I

Колебательные движени  нагревател  1 привод т к его интенсивному охлаждению , что повыпает нагрузочную способность прибора. Использование нагревател  1 в качестве подвижного элемента системы отсчета позвол ет

отказатьс  от поворотного стрелочного указател , что упрощает конструкцию прибора.

Зависимость амплитуды колебаний нагревател  1 от величины тока, протекающего через него, напр жени  между нагревателем и провод щей пластиной 6, силы нат жени  нагревател  1 позвол ет создать универсальный высокочастотный измерительный прибор.

Простота конструкции, отсутствие элементов повьшенной точности и небольша  их номенклатура, а также высока  нагрузочна  способность повышают надежность прибора, упрощают технологию производства, снижают эксплуатационные расходы.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Универсальный высокочастотный измерительный прибор, содержа щий корпус с двум  входными клеммами, нагре

   Редактор Л.Гратилло

   Составитель С.Шумилишска  Техред м.Ходанич

   Заказ 1792/35

   Тираж 731 .Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. А/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   ватель с двум  опорами, элемент нат жени  нагревател  и систему отсчета, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , в него введены источники напр жени  и тока, измерительный контур с резистором, коммутатор, провод ща  пластина с клеммой, элемент механической передачи и направл юща 

   нагревател , при этом система отсчета выполнена в виде измерител  амплитуды колебаний нагревател , который расположен параллельно плоскости провод щей пластины и соединен с элементом механической передачи, а элемент нат жени  размещен между направл ющей и одной из опор нагревател , причем выходы источника напр жени , источника тока, входные клеммы и выводы измерительного контура подключены ,к входам коммутатора, выходы которого соединены соответственно с обоими концами нагревател  и клеммой провод щей пластины.

   Корректор М, Демчик