Дифференциальный электростатический вольтметр

Дифференциальный электростатический вольтметр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

¹ 109956

Класс 2!е, 12

21е, 29о

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М. Б. Минц

ДИФФ ЕР EH ЦИАЛ ЬН Ы Й ЭЛ ЕКТРОСТАТИ Ч ЕСКИ Й ВОЛЬТМЕТР

Заявлено 20 августа 1956 r. за № 556650 в Кго|птст по делам изобретений открытий при Совеге Министров СССР с присосдииеиисм заявки ¹ 557400

В практике физических измерений часто оываст необходимо измерить постоянное напряжение или заряд с помощью электростатического прибора (вольтметра или электрометра), входное сопротивление которого должно составлять величину 10"—

10" ол (и даже больше). Конструктивное оформление таких измерителей представляет большие трудности, так как даже наилучшие из существующих изоляционных материалов (янтарь и др.) не в состоянии обеспечить требуемого сопротивления изоляции между подвижным и неподвижными электродами.

Предлагаемый дифференциальный электростатический вольтметр позволяет повысить входное сопротивление примерно в 100 и оолее раз, по сравнению с известными электростатическими приборами, поэтому по«ышается и точность измерений.

Это достигается тем, что подвиж ный электрод измерительной системы снабжен экраном, электрически соединенным с неподвижным электродом компенсационного устройства.

При таком выполнении прибора потенциал эк)чана поддерживается автоматически равным потенциалу неподвижного электрода измерительной системы и предотвращается возникновением утечек с этого электрода.

1-1а фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого вольтметра; на фиг. 2 и 3 — схемы включения сго при измерении высокоомных сопротивлений.

Прибор состоит из двух неподвижных электродов 1 и 2, между которыми расположен подвижный электрод

8. Электроды 1 и 3 образуют измерительную систему, и которой подводится измеряемое напряжение U „,, а электроды 2 и 3 — компенсационную систему, ва которую подается напряжение с выхода элекгронного усилителя 4, управляемого фотоэлементами ) и 6. Последние получают управляюшис импульсы от зеркала 7, укрепленного на подвижном электроде 8.

Измеряемое папряжг ппс определяется по элсктроизмерптсльномх прибору (вольтметру) 8. вк. поченному на выход электронного усилителя 4.

¹ 1099об

Для предотвращения утечек тока с электрода 1 он окружен экраном 9, электрически соединенным с электродом 2.

Г!редлягаемый прибор действует следующим образом.

Под действием измеряемого напряжения (или заряда) подвижный электрод 8, (зеркало 7 по«орачиваются, что вызывает перераспределение освещенности н напряжсний Н» фотоэлементах 5 и 6, а следовательно, изменение напряжсния на сопротивлении 10 кятодного поьторнтеля усилителя 4. При включении усилителя 4 по компенсационной схеме возрастание напряжения ня cl o выходе приводит к увеличению заряда на электроде 2 и возврашеншо электрода 3 в исходное положение.

В схеме прибора может быть использован не только фотоэлектрический усилитель, но и любой другой управляемый усилитель постоянного тока.

Предлагаемый прибор может быть также применен для измерения высокоомных электрических сопротивлений по времени, необходимому для полного илн частичного заряда или разряда образцового конденсатора через измеряемое сопротивление.

В этом случае (фиг. 2) одна нз систем дифференциального электростатического вольтметра (электроды

1 и 8) используется для измерения напряжения ня проверяемом сопротивлении 11 и одновременно служит образцовым конденсатором, а на вторую систему (электроды 2 и 8) подается напряжение с выхода электронного усилителя 4. Последний управляется органом, связанным с подвижной системой вольтметра, например зеркалом 7, воздействующим ня вход усилителя 4 посредством фотоэлементов 5 и 6.

Под дейстгием контролируемого напряжения. снимаемого с сопротивления 11, подвижный электрод 3 прибора начинает поворачиваться.

При этом зеркало 7 засвечивает фотоэлементы 5 и б, обеспечивая увеличение напряжения на электроде 2 и возвращение подвижного электрода к нулю. Отсчет показаний производится по вольтметру 8, включенному па выход усилителя 4. 1!апряжение на электроде 2 повторяет напряжение ня электроде 1, поэтому, если соединить электрод 2 с экраном

9 (как сделано на фиг. 2), это пол ностью устранит утечку с электрода 1.

К достоинствам рассмотренного устройства относятся: постоянная величина емкости прибора и то, что измеритель напряжения 8 включается со стороны усилителя н не «лияет на работу измерительной схемы.

При использовании предлагаемого прибора для измерений сопротивлений постоянную времени цепи разряда ко«денс»тора следует выоирать достаточно большой, так кяк при этом уменьшается влияние погрешности в определении «ремени разряда. Если постоянная времени меньше 100 †3 сск., а измерение времени произ«ogIHTcH секундомером, то цел cooop»«ío применить в измерительном устройстве дополнительньш конденсатор 12 (фиг. 3), подключаемый параллельно электроду 1. Для устранения утечек в этот конденсатор следует ввести экран 1,3, также связанный с электродом 2.

Предмет изобретения

1. Дифферснциальный электростатический вольтметр с двумя неподвижными электродами и с расположенным между ними подвижным электродом, образующим с одним из неподвижных электродов измерительную систему, к которой подводится измерясмое напряжение, а с другим — компенсационную систему, н» которую подается напряжение с выходя электронного усилителя, управляемого органом, связанным с подвижным электродом, и содержашего в выходной цепи электроизмерительпый прибор, по которому определяется измеряемое напряжение, о т л нч аюши йс я тем, что, с целью повышения точности измерений путем устранения утечки с неподвижного электрода измерительной системы, этот электрод окружен экраном, электрически соединенным с неподвижным электродом компенсационной системы для автоматического — 3

¹ 10995б

Фиг. 2 поддержания потенциала экрана равным потенциалу на неподвижном электроде измерительной системы.

2. Применение дифференциального электростатического вольтметра по и, 1 для измерения высокоомных электрических сопротивлений по времени заряда илн разряда образцовой электрической емкости через измеряемое сопротивление с использованием одной из систем вольтметра в качестве эталонного конденсатора.

Приоритет по 2 13 сентября

1956 г. № 109956

Фиг. 3

Отв. редактор Л. Г. Голандский

Объем 0,25 и. л. Тираж 806. Цена 50 коп.

Станцартгпз. Поди. к печ. 8/1П l958 г, Типография Комитета по делам изобретений н открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Неглинная, 23. Зак. 1075