SU756302A1 - Power meter - Google Patents

Power meter Download PDF

Info

Publication number
SU756302A1
SU756302A1 SU782585846A SU2585846A SU756302A1 SU 756302 A1 SU756302 A1 SU 756302A1 SU 782585846 A SU782585846 A SU 782585846A SU 2585846 A SU2585846 A SU 2585846A SU 756302 A1 SU756302 A1 SU 756302A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
piezoelectric transducer
load
piezoelectric
electrode
measuring
Prior art date
Application number
SU782585846A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Boris D Khristoforov
Igor Divnov
Anatolij A Ignatov
Original Assignee
Inst Fiz Zemli
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Fiz Zemli filed Critical Inst Fiz Zemli
Priority to SU782585846A priority Critical patent/SU756302A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU756302A1 publication Critical patent/SU756302A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

Изобретение относится к аппаратуре для измерения мощности и энергии в сильноточных импульсных электрических цепях, основанной на использовании пондеромоторного действия элект- 5 ромагнитного поля на линии передачи с последующим преобразованием давления в .измеряемый сигнал.The invention relates to an apparatus for measuring power and energy in high-current pulsed electric circuits, based on the use of the ponderomotive effect of an electromagnetic field on a transmission line with subsequent conversion of pressure into a measurable signal.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения мощности СВЧ колебаний в волноводах, содержащее датчик давления в виде пьезоэлектрического преобразователя, соединенного со схемой регистрации [1] .Closest to the invention is a device for measuring the power of microwave oscillations in waveguides, containing a pressure sensor in the form of a piezoelectric transducer connected to a recording circuit [1].

Однако это устройство не пригодно для определения энергии и измерений в низкочастотных цепях.However, this device is not suitable for energy determination and measurements in low-frequency circuits.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройст~20 ва за счет измерения энергии, а также возможности измерений в низкочастотных цепях.The purpose of the invention is to expand the functionality of the device ~ 20 VA due to the measurement of energy, as well as the possibility of measurements in low-frequency circuits.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен дополнительный согласующий элемент с прямым и обратным токопроводами, причем в прямой токопровод, расположенный в плоскости, параллельной токопроводу тока нагрузки, включен нагрузочИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИThis goal is achieved by the fact that the device introduced an additional matching element with forward and reverse conductors, and in the forward conductor located in a plane parallel to the load current conductor, the load POWER MEASUREMENT is included

22

ный электрод пьезоэлектрического преобразователя, а измерительный электрод помещен в охранное кольцо и состо ит из двух частей, соединннх каждая со схемой регистрации, причем размеры пьезоэлектрического преобразователя устанавливаются из соотношенияthe electrode of the piezoelectric transducer, and the measuring electrode is placed in the guard ring and consists of two parts, each connected to a recording circuit, the dimensions of the piezoelectric transducer being determined from the relation

I)-- ф+2й, Λ>Τ7θα 10 где С, ди а - диаметр, толщина пьезоэлемента и скорость звука в нем соответственно, Ф - диаметр измерительного электрода, 1О ю длительность импульса тока, причем в устрой15 ство введен дополнительный пьезоэлектрический преобразователь и связанная с основным пьезоэлектрическим преобразователем мишень, установленная на упругом элементе, выполненном 20 в виде нескольких соединенных концами консолей, расположенных под одинаковыми углами друг к другу, а допел- . нительный преобразователь выполнен из соединенных параллельно пьезоэлект25 рических элементов, установленных в качестве опор под консолями в местах максимума нагрузки на опоры, при этом обратный токопровод выполнен в виде симметричной рамки с прямым 30 токопроводом в центре плоскости.I) - f + 2y, Λ> Τ7 θ α 10 where C, di a is the diameter, thickness of the piezoelectric element and the speed of sound in it, respectively, F is the diameter of the measuring electrode, 1 O th is the duration of the current pulse, and an additional a piezoelectric transducer and a target connected to the main piezoelectric transducer, mounted on an elastic element made 20 in the form of several connected ends of consoles located at equal angles to each other, and complete-. The transducer is made of piezoelectric elements connected in parallel, installed as supports under the consoles in places of maximum load on the supports, while the return conductor is designed as a symmetrical frame with a straight 30 conductor in the center of the plane.

756302756302

причем обратный токопровод закреплен 'на жесткой поверхности, не связанной с преобразователем.and the return conductor is fixed 'on a rigid surface, not connected with the converter.

На фиг. 1 схематически показано устройство, общий вид; на фиг. 2 расположение прямого и обратного токопроводов.FIG. 1 shows schematically the device, a general view; in fig. 2 location of direct and reverse conductors.

Устройство содержит корпус 1, датчик 2 давления в виде пьезоэлектрического преобразователя с нагрузочным электродом 3, охранным кольцом 4 с измерительным электродом 5, разделенным на две части, каждая из которых соединена со схемой 6 регистрации, согласующий элемент с прямым 7 и обратным 8 токопроводами, расположенный- в плоскости параллельной токопроводу 9 с током нагрузки, прижим 10 из диэлектрика. Мишень.11 с датчиком 2 давления установлена на упругом элементе 12,The device comprises a housing 1, a pressure sensor 2 in the form of a piezoelectric transducer with a load electrode 3, a guard ring 4 with a measuring electrode 5 divided into two parts, each of which is connected to a recording circuit 6, a matching element with a forward 7 and a reverse 8 current conductors located - in the plane parallel to the conductor 9 with the load current, the clamp 10 of the dielectric. Target. 11 with the sensor 2 pressure mounted on the elastic element 12,

' выполненном в виде нескольких соединенных концами консолей,расположенных под одинаковыми углами друг к другу. Дополнительный пьезоэлектрический преобразователь 13 соединен со схемой регистрации 6, он содержит соединенные параллельно пьезоэлектрические элементы, установленные в качестве опор под консолями упругого.элемента 12.'made in the form of several connected ends of consoles located at the same angles to each other. Additional piezoelectric transducer 13 is connected to the registration circuit 6, it contains connected in parallel piezoelectric elements, installed as supports under the consoles of the elastic element 12.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Между током нагрузки Зо в токопроводе 9 и пропорциональным ' напряжению на нагрузке током 31в прямом токопровоце 7 и нагрузочном электроде 3 действует пондеромоторная сила Рц , ее импульс 3, которые . для параллельных проводников максимальны и равныBetween the load current Z o in the conductor 9 and proportional to the voltage on the load current 3 1 in the direct conductor 7 and the load electrode 3, there is a ponderomotive force Rc, its impulse 3, which. for parallel conductors are maximum and equal

10ten

1515

2020

2525

30thirty

3535

ΜρΡΘΜρΡΘ

2ΧΉ2ΧΉ

где 1дФ/2=Н/2 г,where 1dF / 2 = N / 2 g,

В - диаметр нагрузочного электрода,B is the diameter of the loading electrode,

М=4£ ·1 О'^гН/м, г - расстояние между электродом 3 и токопроводом 9,M = 4 £ · 1 О '^ gN / m, g is the distance between electrode 3 and the conductor 9,

Ь - его ширина,B is its width

% - длительность импульса тока· в нагрузке..% - current pulse duration · in the load ..

В устройстве'мощность М и энергияIn the device'M power and energy

4040

4545

5050

кой цепи определяются измерением силы Р и ее импульса 3 г так какThis chain is determined by measuring the force P and its momentum 3 g, since

οΐ>ΘNo. ο ΐ> Θ

Р -мР,P-mR,

5555

Е - £\М<Н-тГр<ИхупЗ.E - £ \ M <N-tGr <IhupZ.

'о о'o o o

При действии силы Р нагрузочный электрод 3 пьезоэлектрического датчика 2, подключенного к регистратору 6 в режиме генератора тока, его выходное напряжениеUnder the action of force P load electrode 3 of the piezoelectric sensor 2 connected to the recorder 6 in the mode of the current generator, its output voltage

гак /, --Е/дс'hook /, --E / ds'

6060

где ос , д , а - пьезомодуль, толщина и скорость звука в пьезоэлементе ,where os, d, and - piezomodul, thickness and speed of sound in the piezoelectric element,

КС - постоянная времени цепиKS - chain time constant

нагрузки датчика,load sensor,

Р -разность сил на электродах датчика 3 и 5, . равная пондеромоторной силе,P-difference of forces on the electrodes of the sensor 3 and 5,. equal to the ponderomotive force

пока вызванная ее воздействием на электрод 3 упругая волна в .пьеэоэлементе не дойдет до электрода 5. После этого регистрация прекращается. Поэтому толщина датчика выбирается, из условия й 5 ία . Присоединяя к схеме регистрации 6 одну половину измерительного электрода 5 так,чтобы выполнялось условие КС ζ</ε0 » а другую при КС » Έο одновременно регистрируют мощность и энергию импульса тока в нагрузке в течении интервала δΐ = поскольку при КС «ίοuntil the elastic wave caused by its effect on the electrode 3 in the pioelectric element reaches electrode 5. After this, the registration stops. Therefore, the thickness of the sensor is selected from the condition δ 5 ία. Attaching one half of the measuring electrode 5 to the recording circuit 6 so that the condition КС ζ </ ε 0 "is satisfied and the other at CS" » ο simultaneously register the power and energy of the current pulse in the load during the interval δΐ = because at CS" Сο

приat

Сщ СSss

При совмещении токопровода 7 с нагрузочным электродом 3 временное разрешение определяется лишь электрическими характеристиками цепи нагрузки датчика и при изменении мощности может достигать 8г,* КС а 10"’ с.When the conductors 7 are combined with the load electrode 3, the temporal resolution is determined only by the electrical characteristics of the load circuit of the sensor and, when the power is changed, can reach 8 g, * КС а 10 "'s.

Введение охранного кольца 4 позволяет уменьшить погрешность измерений из-за краевых эффектов. Для устранения искажений из-за боковой разгрузки пьезоэлемента 2 ширина охранного кольца 4 должна быть не меньше толщины датчика 2, откудаThe introduction of guard ring 4 allows to reduce the measurement error due to edge effects. To eliminate distortions due to lateral unloading of the piezoelectric element 2, the width of the guard ring 4 must be no less than the thickness of the sensor 2, from where

В - ф + 2 ь. цри- а ·B - f + 2 s. crea ·

В случае, когда условие д>?оа не удается обеспечить из-за большой длительности 2О импульса тока, энергия определяется измерением импульса сообщаемого мишени 11 дополнительным пьезоэлектрическим преобразователем 13. .Под действием пондеромоторной силы.возбуждаются колебания упругого элемента 12 с амплитудой пропорциональной действующему импульсу, которые передаются пьезоэлементам преобразователя 13. Максимальная ЭДС. на выходе дополнительного преобразователя 13 и соответственно чувствительность обеспечивается установкой пьеэоэлементов преобразователя в качестве опор под консолями упругого элемента в местах максимума нагрузки на ойоры, определяемых с учетом податливости этих опор. Для измерения мощности в этом случае пьезоэлектрический датчик включается в схему регистрации в режиме генератора заряда.In the case when the condition g>? O and cannot be ensured due to the long duration of the 2 O current pulse, the energy is determined by measuring the pulse of the imparted target 11 by an additional piezoelectric transducer 13. Under the action of the ponderomotive force. Maximum EMF. at the output of the additional converter 13 and, accordingly, the sensitivity is ensured by installing the piezoelectric elements of the converter as supports under the consoles of the elastic element in places of maximum load on the oyors, determined taking into account the compliance of these supports. To measure the power in this case, the piezoelectric sensor is included in the registration circuit in the charge generator mode.

Для снижения .электромагнитныхTo reduce. Electromagnetic

помех на соединительные провода обратный токопровод 8 выполняется в видеinterference on the connecting wires reverse conductor 8 is in the form

симметричной рамки с прямым токопрои -рsymmetrical frame with direct current

6565

5five

756302756302

66

водом 7 в центре плоскости (фиг. 2 ). Чтобы действующая на обратный токопровод 8 нагрузка не передавалась мишени 11, этот токопровод закреплен на жесткой поверхности не связанной с преобразователем. 5water 7 in the center of the plane (Fig. 2). So that the load acting on the return conductor 8 is not transferred to the target 11, this conductor is fixed on a rigid surface not connected with the converter. five

Конструктивное выполнение устройства обеспечивает возможность измерения мощности и энергии,выделяющихся в нагрузке сильноточных импульсных электрических цепей.Constructive execution of the device provides the ability to measure the power and energy released in the load of high-current impulse electrical circuits.

Claims (4)

Формула изобретенияClaim 1. Устройство для измерения мощности, содержащее датчик давления1. A power measurement device comprising a pressure sensor в виде пьезоэлектрического преобразователя, соединенного со схемой 15in the form of a piezoelectric transducer connected to the circuit 15 регистрации, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет измерения энергии, а также возможности измерения в низко- 20 частотных цепях, введен согласующий элемент с прямым и обратным токопроводом, причем в прямой токопровод, расположенный в плоскости, параллельной токопроводу тока нагрузки, вклю- 25 чен нагрузочный электрод пьезоэлектрического преобразователя, а измерительный электрод помещен в охранное кольцо и состоит из двух частей, соединенных каждая со схемой регистрации.registration, characterized in that, in order to expand the functional capabilities of the device by measuring energy, as well as the possibility of measuring in low-20 frequency circuits, a matching element is introduced with the forward and reverse conductors, moreover the load current, the load electrode of the piezoelectric transducer is turned on, and the measurement electrode is placed in the guard ring and consists of two parts, each connected to a recording circuit. 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что размеры2. The device according to claim 1, about t l and the fact that the dimensions пьезоэлектрического преобразователя устанавливают из соотношения О = ф 4-2 д ,δϊ£ο0, где 0 ид- соответственно диаметр и толщина пьезоэлемента, Ч) - диаметр измерительного электрода, а - скорость звука в пьезо элементе, έο - длительность импульса тока.Piezoelectric transducer is established from the relation O = φ 4-2 d, δϊ £ ο 0, where 0 id is the diameter and thickness of the piezoelectric element, H) is the diameter of the measuring electrode, and is the speed of sound in the piezo element, έ ο is the current pulse duration. 3. Устройство по п.1, отличающее с я тем, что введен дополнительный пьезоэлектрический преобразователь и связанная с основным пьезо электрическим преобразователем мишень установленная на упругом элементе, при этом последний выполнен в виде нескольких соединенных концами консолей, расположенных под одинаковыми углами друг к другу,а дополнительный преобразователь — из соединенных параллельно пьезоэлектрических элементов, установленных в качестве опор под консолями в местах максимума нагрузки на опоры.3. The device according to claim 1, characterized by the fact that an additional piezoelectric transducer is inserted and a target connected to the main piezoelectric transducer is mounted on an elastic element, the latter being made in the form of several connected ends of consoles located at equal angles to each other, and the additional transducer is from parallel-connected piezoelectric elements installed as supports under the consoles in places of maximum load on the supports. 4. Устройство по пп.1, 3, отличающееся тем, что обратный токопровод выполнен в виде симметричной рамки с прямым токопроводом в центре плоскости, причем обратный токопровод закреплен на жесткой поверхности, не связанной с преобразователем.4. The device according to PP.1, 3, characterized in that the return current lead is made in the form of a symmetrical frame with a direct current lead in the center of the plane, and the return current lead is fixed on a rigid surface that is not connected with the converter.
SU782585846A 1978-03-01 1978-03-01 Power meter SU756302A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782585846A SU756302A1 (en) 1978-03-01 1978-03-01 Power meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782585846A SU756302A1 (en) 1978-03-01 1978-03-01 Power meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU756302A1 true SU756302A1 (en) 1980-08-15

Family

ID=20751599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782585846A SU756302A1 (en) 1978-03-01 1978-03-01 Power meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU756302A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2793910B2 (en) Analog / digital converter with noise reduction effect
KR910003395A (en) Partial discharge detection device and method
GB1426604A (en) Acoustic measurements
SU756302A1 (en) Power meter
JPS54143177A (en) Magnetic field detector
FR2273257A1 (en) Sensor for surfaces of objects - has surface electrode and measurement electrodes connected to integral elastic film
FI93998C (en) Method and apparatus for measuring the direction of rotation
SU617753A1 (en) Printed circuit board testing arrangement
SU1185257A1 (en) Method of calibrating waveguide pressure converters of electric magnetic waves
ATE275270T1 (en) METHOD FOR TESTING AN EARTH CONNECTION
SU1525595A1 (en) Contactless converter of strong d.c.
RU2242017C1 (en) Device for determining polarity of piezoelectric converters
SU673925A1 (en) Piezoelectric sensor
SU593171A1 (en) Self-contained well device for logging in process of drilling
SU1260753A1 (en) Device for determining surface tension and viscous-elastic parameters of liquid
SU652509A1 (en) Magnetometer
SU425123A1 (en) DEVICE FOR MEASURING UHF-POWER
SU838599A1 (en) Passing power meter
SU1411519A1 (en) Electrostatic field transducer
SU572807A1 (en) Device for simulating problems of electromagnetic induction
JPS5512462A (en) Acoustic liquid level detection
SU1166003A1 (en) Device for measuring power of pulse microwave oscillator
RU2070724C1 (en) Device determining position of separation boundaries of immiscible media
SU1760382A1 (en) Device for measuring static force
SU894559A1 (en) Method of measuring crack length in electroconductive objects