SU63504A1 - Устройство дл измерени малых напр жений - Google Patents

Description

В различных област х техники теплового контрол  примен ютс  автоматическИе, работающие от терMonaip , потенциометры, задачей которых  вл етс  усиление и; преобразование посто нных «апр жений (пор дка -н- 10 mV), а также их регистраци  и автомати1ческое управление лечкыми устройствами. Малые посто нные напр жени  получаютс  также на выходе, наприме|р , йьезоэлектрнческих датчиков, измер ющих давление или размер. Во всех этих случа х желательны точное измерение к регистраци  малых посто нных напр жений. Между тем, эти задачи непосредственно неосуществимы, так как, если, например, подать измер емое малое посто нное напр жение на сетку электронной лампы, то шумы лампы , малое изменение нормального смещени , ничтожное изменение анодного напр жени , температуры окружающего помещени  -все эти факторы дадут тот же эффект, что и измер емое напр жение. Нетрудно видеть, что подобные схемы совершенно непригодны дл  измерени  малых напр жений посто нного тока. Поэтому малое посто нное напр жение обычно преобразуют в

малое переменное (чаще всего с помощью контактных инв ергоров) напр жение, усиливают последнее, а затем уже выпр мл ют. Было бы желательно создать совершеино бесконтактное высокочувствительное устройство дл  измерени  и регистрации малых посто нных напр жений . Всё это станет возможным, если бесконтактным опособо.м преобразовать , например, малое посто нное напр жение в частоту. Действительно , вполне возможна бесконтактна  регистраци  частоты с огромной точностью - в 0,1%, 0,01 % (и с ещё меньшей погрешностью ). Если на выходе устройства поставить резонансные контуры с разнообразными характеристиками , то можно получить чрезвычайно высокую чувствительность на небольшом участке .шкалы и т. д. Таким образом, возможна, например , регистраци  с точностью в 0,02° при температу:ре 1000°. Вообще здесь достижима чрезвычайна  гибкость; в регистрации и автоматизации управлени .

В соответствии с изложенным предлагаетс  измерительное устройство с бесконтактным преобразованием малого посто нного напр жени  непосредственно в частоту колебаний (вернее в число импульсов в секунду).

Предлагаемое устройство предназначено дл  измерени  малых напр жений компенсационным- методом , по изменению средней частоты импульсов в цепв тиратрона, анодна  цепь которого питаетс  переменным током, за счёт выключени  части импульсов. Отли1чительно« особенностью устройства  вл етс  применение магнитного усилител , в котором при поД|магнИ|ЧИвании его измер емым посто нным током или напр жением происходит изменение на обратную фазы переменного напр жени  на его выходе. Это напр жение подаётс  на сетку тиратрона с той целью, чтобы выключени-е большей или- меньшей части импульсов в тиратроне происходило в результате подачи импульсов магнитного усилени , наход ш,ихс  в противофазе с анодным напр жением тиратрона, на сетку тиратрона в те моменты, когда компенсир|ующее падение натр жеви  от выпр мленного анодного тока тиратрона станет меньше величины измер емого напр жени .

Сущность изоб|р«тени  по сн етс  черФежом, на фиг. 1 которого дана принципиальна  схема устройства , а на фиг. 2 - вариант схемы исполнительного органа, включённого на выходе устройства.

Выход магнитного усилител  1, работаюш,е1го по схеме нуль-индикато-ра , подаётс  на сетку тиратрона 2. В анодную цепь включено сопротивление RK. При балансе создаётс  напр жение 1к RK обратное входному (измер емому) напр жению Ux Если же RK на1пример Ux 1к RK ,то тиратрон будет чаш,е зажигатьс , и ток 1к начнёт увеличивать своё среднее значение. Если U 1к RK , тО тиратрон станет пропускать некоторые зажигани  с тем, чтобы чис-Ю импульсов в секунду подравн лось к такому, при котором Ux IK RK . Схема автоматически даёт число импульсов в секунду, пропорциональное Ux. В результате после

трансформатора 3 получаетс  частота , пропорциональна  Ux.

Действие устройства не зависит от колебаний напр жени  сети. Схема была экспериментально опробована автором и давала частоту, варьируемую от п тидес ти до одного периода в секунду; верхней границей частоты  вл етс  частота питающего источника.

TaiKHiM способом можио осуществить чрезвычайно точную сигнализацию , сортировку по различным диапазонам напр жени  и) т. д. Даже при полной шкале напр жени  в 10 mV частота пропорциональна напр жению с точностью 0,5%. Можно достичь и высшей точности.

Вз в июточник повышенной частоты , например 20000 ГЦ, можно (см. фиг. 2) постаВИггь на выходе предлагаемого устройства 8 р д полосовых фильтров 6 и |реле 7. При этом, пока Ux остаётс  в пределах 2-3 mV, срабатывает одно- из реле, когда Ux --в пределах 3-4 шУ, сра ба1тывает другое реле и т. д.

Можно поставить и сигнальное реле, которое срабатывает чрезвычайно точно при достижении напр жением Ux определённого значени .

Рассмотрим действие магниггного усилител  напр жени , и меюшего входную обмоттку П (фиг. 1), на которую подаётс  малое посто нное на1пр жение. Как видно из чертежа, на обмотку П подаётс  не само измер емое (вернее, преобразуемое в частоту) напр жение Ux, а разность Ux -IK RK , где IK RK -падение напр жени  на сопротивлении RK от тока IK. Эта разность, если Lимеет переменную составл юшую, сама имеет переменную составл ющую . Однако, из теории и практики магнитного усилител  напр жени  известно, что напр жение на его выходе не зависит от переменной слагающей на входе, а определ етс  лишь посто нной слагающей; поэтому можно принимать во внимание лишь посто нную слагающую тока IK . Напр жение на выходе магнитного усишител  уже  вл етс  переменным (с частотой сети) и получаетс  ог обмотки niv.

на сеч-ку тиратрона,, с той целью чтобы выключение большей или меньшей части имстульсов в тира1т|рсхне праисходило в результате подачи на сетку последнего имнульсов магнитного усилител , наход щихс  в

противофазе с анодным напр жением тиратрона, в те моменты, когда компенси|руюш,ее падение напр жени  от выпр мленного анодного тока тира трон а станет меньше величины измер емого напр жени .

i/x

Отв. редактор Д. А. Михайлов

Л101629. Подписано к печати 14/VII 1945 г. Тираж 500 экз. Цена 65 к. Зак. 73

Типографи  Госпланиздата, им. Воровского, Калуга

Техн. редактор М. С. Бондарев