SU985747A1 - Инплатрон - Google Patents

Description

(5) ИНПЛАТРОН

... 1

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерений линейных ускорений и угловых скоростей.

Среди известных устройств, предназначенных дл  измерени  указанных параметров движени , перспективными  вл ютс  газоразр дные устройства, названные в измерительной технике инплатронами и  вл ющиес  высокочувствительными измерител ми параметров движени , теоретическое разрешение которых по ускорению находитс  в диапазоне .

Известен инплатрон, содержащий катод, два анода с включенным между ними измерительным прибором и источником питани  С1 3.

Недостатком данного прибора  вл етс  довольно малое разрешение, не превышающее на практике . Это св зано с относительно высоким (пор дка 10 д) шумовым уровнем инплатронов , присутствующим в виде произвольно мен ющегос  электрического фона на измерительных электронах и заглушающего измер емый (информативный ) электрический отклик сравнимого уровн .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  инплатрон, содержащий катод и два анода, источник питани , резистор , включенный межд5 катодом и минусовой клеммой источника, два резистора , включенные между анодами и плюсовой клеммой источника, функциональный усилитель, корректирующее устройство , подключенное к выходу функционального усилител  и измepитeль устройство, включенное между анода ми С 2 .

Недостатком известного устройства  вл етс  Td, что отрицательна  обратна  св зь, осуществл ема  по электрическому сигналу на измерительных электродах, нар ду с шумовым фоном в трубке отрабатывает и измер емый (информативный) электрический отклик.

так как их нельз  различить при измерении произвольного, не детерминированного процесса движени . Нар ду с подавлением шумового фона в инплатроне происходит подавление и измер емого (информативного) электрического отклика. При этом чувствительность инплатрона загрубл етс  настолько , что выигрыша не происходит, и задача практического повышени  точности инплатрона остаетс  снова не .решенной.

Цель изобретени  - повышение точности измерений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в инплатрон, содержащий катод и два анода, источник питани , резистор , включенный между катодом и минусОвой клеммой источника, два резистора , включенные между анодами и плюсовой клеммой источника,функциональный усилитель, корректирующее устройство , подключенное -к выходу функционального усилител  и измерительное устройство, включенное между анодами , введены два последовательно соединенные резистора, включенные параллельно источнику питани , а входы функционального усилител  подключены к катоду и к средней точке дополнительных резисторов.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого инплатрона с электрической обратной св зью, на фиг. 2. - то же, с магнитной обратной св зью.

Инплатрон с электрической обратной св зью (фиг. 1) представл ет собой газоразр дную трубку 1, котора  содержит штыревой катод 2, два дифференциальных анода 3 и два Х-поперечных электрода k дл  введени  в инплатрон электрической обратной св зи.. Электрическа  схема включени  Инплатрона 1 содержит ограничивающий разр дный ток ip инплатрона резистор 5 и переменные резисторы 6 и 7, образующие два наружных плеча четырехплечевого измерительного моста (два других плеча измерительнвго моста образуют,-.газоразр дный промежуток инплатрона). Электрическа  схема включени  инплатрона содержит два последовательно соединенных резистора 8 и 9. Между катодом 2 и средней точкой резисторов 8 и 9 включены входы функционального усилител  10. Дл  съема выходного напр жени  служит измерительный прибор 11, включенный между анодами 3. Цепь из последовательно соединенных резисторов 8 и 9 включена параллельно цепи, состо щей из резистора 12 и источника 11 питани .

В случае магнитной обратной св зи Х-поперечные электроды замен ютс  Х-поперечным электромагнитом 1 (фиг. 2).

Инплатрон с обратной св зью работает следующим образом.

При включении в разр дном промежуке инплатрона возникает слабоконтрагированный разр д. Разр д чувствителен к силам инерции и гравитации и при ускоренном перемещении инплатрна в Х-направлении квазиупруго смещаетс  относительно его дифференциальных анодов 3. Смещение разр да приводит к перераспределению разр дных анодов 3. Смещение разр да приводит к перераспределению разр дных токов и i 2 на дифференциальных анодах 3 и в наружных плечах 6 и 7 измерительной мостовой схемы. При этом в измерительной диагонали мостовой схемы между дифференциальными анодами 3 возникает электрический отклик и ,пропорциональный ускорению W инплатрона. Величина этого отклика регистрируетс  гальванометром 11 и пpинимaetc  в качестве меры измер емого ускорени .

При измерении малых линейных ускоренцй W электрический отклик ДУ заглушаетс  неупор доченным электрическим фоном, посто нно присутствующим на дифференциальных анодах 3 инплатрона, которые дополнительно выполн ют функцию измерительных электродов . Этот же фон присутствует и в измерительной диагонали моста, где снимаетс  измер емый (информативный ) отклик.

Шумовой фон, присутствующий на анодах 3, можно существенно подавить , не ослабл   при этом в значительной мере измер емый информативный электрический откли|.

Дело в том, что шумовой фон в инплатроне во многом св зан с неучитываемыми изменени ми его разр дного тока, возникающими вследствие самых разных причин: из-за изменени  температурного режима работы инплатрона , если измен етс  окружающа  температура или влажность, изза нестабильности горени  разр да в катодном п тне, из-за различных 59 токов неустойчивостей в разр де и , многих других причин а Непосредственное изменение разр дного тока ip в цепи инплатрона приводит к разбалансу его мостовой измерительной схемы и к по влению в измерительной диагонали моста между дифференциальными анодами 3 ложного электрического отклика. Вместе с тем, дебаланс измерительной схемы ли, достигнутый принудительным смещением разр да под действием сил инерции или действи  сил электрического или магнитного происхождени , приводит к изменению разр дного тока ip в цепи инплатрона. Изменение разр дного тока ip во всех случа х при водит к синфазным изменени м напр жени  ли, падающего на газоразр дной трубке 1 инплатрона. Относительное изменение обоих случаев изменени  разр дного тока ip (непосредственным или прину дительным смещением разр да) неодинаково , оно больше в первом случае и меньше во втором, т.е. ot , СЧ ) Мр где f (i р) - относительное изменение л Up на газоразр дной труб ке 1 инплатрона и элек-крического отклика ли в измерительной диагонали мостовой схемы, вызванное непосредственным изменением разр дного тока IP в цепи инплатрона, . ci ---y- f (w)- относительное измен ние этих же величин, но вызванное принудительным смещением разр да под действием сил инерции при уск ренном движении инплатрона (или силами электрического или магнитного происхождени ). Полученный результат ( 1 ) жестко св зан с особенност ми работы газора р дного промежутка в инплатроне. Газоразр дный промежуток в инплатроне , образующий два внутренних пле ча его мостовой измерительной схемы представл ет собой два посто нно неуравновешенных токовых канала, прово димость которых нелинейным образом зависит от разр дных токов Ц и 12 в них. Эти каналы совместно с резис торами 6 и 7 образуют четырехплечий мост, равновесное состо ние которого определ етс  следующими двум  ус лови ми : TV fs а 7 ip t + i,2 где (iT) и (i7) внутренние плечи моста, сопротивление которых зависит от разр дных токов Ц и 12 в них . Г4 наружные плечи моста, определ ющиес  величиной резисто ров 6 и 7. i р - полный разр дный ток в газоразр дном промежутке инплатрона. Из услови  (2) и (3) следует, что равновесие мостовой измерительной схемы инплатрона зависит от посто нства полного разр дного тока ip в его разр дном промежутке и от локального перераспределени  i и ig этого тока между каналами в разр дном промежутке . Оба услови  (2) и (3) взаимосв заны и изменение одного из них вызывает изменение другого. Изменение ра зр дного тока i р в инплатроне приводит к неравновесному перераспределению токов i., и i в каналах разр дного промежутка и к по влению в измерительной диагонали моста между дифференциальными анодами 3 ложного электрического отклика 4U. Одновременно с этим происходит синфазное изменение падени  напр жени  дУр на разр дном промежутке инплатрона„ Разр дный промежуток инплатрона в случае принудительного смещени  разр да 1 относительно диференциальных анодов 3 под действием сил инерции, а также электрических .или магнитных (лоренцовских) сил ведет себ  иначе. , В последнем случае также происходит локальное перераспределение разр дных Токов i и i между каналами газоразр дного промежутка, которое приводит к электрическому разбалансу мостовой измерительной схемы инплатрона и к по влению электричесkoro отклика 2lU на анодах 3. Однако при этом локальное перераспределение токов 1 и ,.в разр дном про межутке тока ,j и, вследстви этого, на падении напр жени  на га зоразр дном промежутке инплатрона. Таким образом, во всех случа х, св занных с непосредственным изменением разр дного тока 1р инплатрона, существует взаимосв зь между колебани ми напр жени  на газоразр дном промежутке и ложным электрическим 7 разбалансом aU на измерительных эле тродах инплатрона, В тоже врем  эта св зь в значительной мере ослабл етс , если разр д смещаетс  относительно анодов 3 под действием инерционных , электрических или магнитных (лоренцовских) сил, Это дает возможность охватить газоразр дный промежуток в инплатроне отрицательной электрической или магнитной обратной св зью по изменению падени  напр жени  лир на разр дном промежутке и осуществить за счет этого разделени  шумового и измер емого (информативного) откликов ли. Дл  этого в случае электрической обратной св зи Х-поперечнце электроды 4 через функциональный усилитель 10 подключаютс  к средней точке резисторов 8 и 9 и катоду 2. При магнитной обратной св зи так подключаетс  электромагнитна  катушка И.(фиг. 2). При электрической обратной св зи возникающа  разность потенциалов лир подаетс  через функциональный усилитель 10 на Х-поперечные электро ды Ч инплатрона. Под воздействием электрического пол  Х-поперечных электродов 4 разр д 1А смещаетс  относительно дифференциальных анодов 3 и баланс измерительного моста, нарушенный изменением разр дного тока ip из-за внешних негативных причин , восстанавливаетс . При магнитной обратной св зи принудительное смещение разр да осуществл етс  полем Х-поперечного элек тромагнита 15 (фиг. 2). Обратна  св зь работает следующим образом. Если в измерительной диагонали моста по вл етс  электрический отклик ли за счет принудительного смещени  разр да под действием сил инерции, обратна  св зь отрабатывает его , но с меньшим усилением, чем ложный (шумовой) отклик, св ;занный с непосредственным изменением разр дного тока ip из-за действи  внешних негативных причин. 7 , В результате, если глубина (коэффициент усилени ) обратной св зи KOC-IST соответствует полному (оптимальному ) подавлению шумового отклика не превосходит величину ЛУо-ди -Ти где лОо измер емый (информативный ) электрический отклик в измерительной диагонали моста, неослабленный обратной св зью, дЦ измер емый (информативный) отклик ослабленный обратной св зью. Применение изобретени  позвол ет повысить точность измерени  малых величин ускорений за счет повышенной разрешающей способности прибора. формула изобретени  Инплатрон, содержащий кЬтод и два анода, источник питани , резистор, включенный между катодом и минусовой клеммой источника, два резистора, включенные между анодами и плюсовой клеммой источника, функциональный усилитель, корректирующее устройст во, подключенное к выходу функционального усилител , и измерительное устройство , включенное между анодами, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений , в него введены два-последовательно соединенных резистора, включенных параллельно источнику питани , а входы функционального усилител  подключены к катоду и к средней точке дополнительных резисторов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Лившиц М.А. К определению порога чувствительности и разрешающей способности инплатронов. Журнал технической физики, 1976, т, 46, W i, с. , рис. 1. 2,Иориш Ю.И. Инфранизкочастотные колебани  в газовом разр де. Журнал технической физики. 1980, т. 50, № 5 с. 1002, рис, 5 (прототип).

Pub.l

Claims (1)

1. формула изобретения него введены два последовасоединенных резистора, вклюпараллельно источнику питавходы функционального усилиИнплатрон, содержащий кЬтод и два анода, источник питания, резистор, включенный между катодом и минусовой клеммой источника, два резистора, включенные между анодами и плюсовой клеммой источника, функциональный усилитель, корректирующее устройство, подключенное к выходу функционального усилителя, и измерительное устройство, включенное между анодами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в тельно ченных ния, а теля подключены к катоду и к средней точке дополнительных резисторов.