Универсальный высокочастотный измерительный прибор

Универсальный высокочастотный измерительный прибор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и измерения постоянного и переменного тока, напряженности постоянного магнитного поля, механических величин. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей прибора, а также повьшение точности измерения достигается за счет измерения мощности, магнитных и механических величин. Для этого в прибор, содержащий нагреватель I, опоры 2, направляющую 3 нагревателя, систему 4 отсчета, элемент 5 нагревателя , элемент 8 механической передачи , входные клеммы 9 и 10, коммутатор 11, корпус 16,. дополнительно введены проводящая пластина 6 с клеммой 7, источник 12 напряжения, источник 13 тока, резистор 14 с контуром 15. Отсутствие в приборе элементов повышенной точности и небольшая их номенклатура , а высокая нагрузочная способность повышают надежность прибора, упрощают технологию производства и снижают эксплуатационные ,расходы, 2 ил. I (Л /& (Puz.l

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (51)4 С 01 R 5/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Hue. f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4016210/24-21 (22) 31 ° 01.86 (46) 07.05.87. Бюл. 9 )7 (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.К.Сарайкин (53) 621.317.7(088.8) (56) Атамалян Э,Г. и др. Методы и средства измерения электрических величин, M. Высшая школа, 1974, с. 35.

Касаткин А.С. Электрические измерения. M. Госэнергоиздат, 1946, с. 143-147. (54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЬЫ ПРИБОР (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и измерения постоянного и переменного тока, напряженности постоянного магнитного поля, механических величин. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей прибора, а также повышение точности измерения достигается за счет измерения мощности, магнитных и механических величин. Для этого в прибор, содержащий нагреватель 1, опоры 2, направляющую 3 нагревателя, систему 4 отсчета, элемент 5 нагревателя, элемент 8 механической передачи, входные клеммы 9 и IO, коммутатор ll, корпус 16,. дополнительно введены проводящая пластина 6 с клеммой

7, источник 12 напряжения, источник

13 тока, резистор 14 с контуром 15.

Отсутствие в приборе элементов повышенной точности и небольшая их номенклатура, а также высокая нагруэочная способность повышают надежность прибора, упрощают технологию производства и снижают эксплуатационные ,расходы. 2 ил.

1308903

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и измерения постоянного и переменного тока, напряжения и мощности постоянного и переменного тока, напряженности постоянного магнитного поля, механических величин.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей прибора за счет измерения мощности, магнитных и механических величин, а также повышение точности измерения.

На фиг.! показана конструкция прибора; на фиг.2 — его принципиальная схема.

Универсальный высокочастотный измерительный прибор содержит нагреватель 1, опоры 2, направляющую 3 нагревателя, систему 4 отсчета (шкалу), элемент 5 натяжения нагревателя, проводящую пластину 6 с клеммой 7, элемент 8 механической передачи, входные клеммы 9 и 10, коммутатор 11, источник 12 напряжения, источник 13 тока, резистор 14 с контуром 15 и корпус 16.

Нагреватель 1, выполненный в виде тонкой проволоки, закреплен в опорах

2, огибает направляющую 3 и соединен

30 с элементом 5, в качестве которого используется пружина или груз. Такая конструкция обеспечивает постоянное натяжение нагревателя 1 и исключает необходимость установки указателя на нулевую отметку шкалы 4.

В точке контакта нагревателя 1 и направляющей 3 закреплен элемент 8, выполненный в виде жесткой тяги.

Нагреватель 1 размещен параллель40 но плоскости пластины 6, соединенной с клеммой 7. Расстояние между нагревателем 1 и пластиной 6 выбрано таким, чтобы источник 12 напряжения при подключении Его к проводящей пластине 6 и нагревателю создавал между ними напряженность электрического поля в пределах (0,3-0,8) пробивного значения.

Контур 15, подключенный к резисто ру 14, жестко зафиксирован в корпусе

16 прибора, так что его площадь неизменна.

Клеммы 7, 9 и 10 используются для подключения электрических измеряемых величин. Элемент 8 механической передачи используется для измерения механических величин.

Количественное значение измеряемой величины определяется амплитудой колебаний нагревателя 1, которая фиксируется по шкале 4, размещаемой в средней части нагревателя I перпендикулярно ему на расстоянии не меньше, чем пластина 6, Коммутатор 11 содержит девять групп контактов и имеет шесть фиксированных положений (фиг.2) соответствующих режимам работы прибора "Выключен", "Измерение тока", "Измерение напряжения", "Измерение мощности", "Измерение магнитного поля", "Измерение механических величин".

Устройство работает следующим образом.

Установкой коммутатора ll в положение "Измерение тока" подвижные контакты всех девяти групп замыкаются с пятым неподвижным контактом. При этом входные клеммы 9 и 10 подключаются к нагревателю 1, а источник

12 напряжения включается между нагревателем 4 и пластиной 6. Клеммами 9 и 10 прибор включается последовательно в измеряемую цепь.

При протекании через нагреватель

1 тока и воздействии на него сильного электрического поля возникают незатухающие колебания нагревателя 1.

Каждая его точка совершает круговые движения в плоскости, перпендикулярной исходному положению нагревателя

1. Так как частота колебаний довольно высока, зрительно нагреватель воспринимается как тело вращения. Амплитуда колебаний нагревателя зависит от величины тока, протекающего через него, и не зависит от рода тока.

Считывание показаний производится по шкале 4 проектированием на нее точек максимального отклонения нагревателя 1 ° На фиг.l приведена простейшая конструкция системы отсчета. При непосредственном считывании невооруженным глазом погрешность значительная. Применение оптических приборов для увеличения угла зрения или соэдания увеличенного мнимого изображения на шкале или вторичных измерителей амплитуды колебаний позволит получить точность считывания не хуже 1,5-2,5Х.

Установкой коммутатора 11 в положение Измерение напряжения" подвиж-!! ные контакты всех девяти групп замыкаются с четвертым неподвижным контактом. При этом входная клемма 9

d (BS) BdS

Е

dU dC

Под действием ЭДС в контуре потечет переменный ток и на резисторе 14 создается падение напряжения U, которое измеряется путем подключения прибора, например электромагнитной системы, к входным клеммам 9 и 10.

Величина напряжения на резисторе

14 зависит от индукции измеряемого

3 13089 подключается к пластине 6, а входная клемма 10 — к нагревателю 1 ° Источник 13 тока подключается к нагревателю 1. При выбранных электрических параметрах и конструктивных раз мерах нагревателя 1 источник 13 тока должен обеспечить его нагрев до оптимальной температуры, определяемой экспериментально с учетом потребляемой мощности и амплитуды колебаний. IO

Клеммами 9 и 10 прибор включается параллельно с измеряемой цепью. По размаху колебаний нагревателя 1 определяется значение измеряемой величины.

Установкой коммутатора 11 в поло- 15 жение "Измерение мощности" подвижные контакты всех девяти групп замыкаются с третьим неподвижным контактом.

При этом входные клеммы 9 и 10 подключаются к нагревателю I. Клеммами 20

9 и 10 прибор включается последовательно в измеряемую цепь, а клеммами

9 и 7 — параллельно, т.е. по схеме включения ваттметра. По размаху колебаний нагревателя определяется значе-25 ние измеряемой величины.

Установкой коммутатора ll в положение "Измерение магнитного поля" подвижные контакты всех девяти групп замыкаются с вторым неподвижным кон- 3О тактом. При этом входные клеммы 9 и

10 подключаются к резистору 14, источник 12 напряжения подключается к нагревателю 1 и пластине 6, источник

13 тока соединяется последовательно 35 с резистором 14 и подключается к нагревателю I.

Резистор 14, источник 13 тока, нагреватель 1 и контур IS образуют контур с площадью S. Так как нагреватель

1 колеблется, то площадь контура изменяется с частотой колебания нагревателя 1. При внесении прибора в измеряемое магнитное поле индукции В в контуре возникает ЭДС Е, величина которой может быть определена по формуле

03 поля, скорости изменения площади контура, т.е. от частоты колебаний нагревателя I, которая будет величиной постоянной для данного прибора, величины сопротивления резистора 14, которая также является постоянной. Следовательно, величина индукции (или напряженности) измеряемого магнитного поля прямо пропорциональна напряжению на резисторе 14.

Установкой коммутатора ll в положение "Измерение механических велиII чин подвижные контакты всех девяти групп замыкаются с первым неподвижным контактом. При этом источник 12 напряжения подключается к нагревателю I и пластине 6, а источник 13 тока — к нагревателю 1. Измеряемая механическая величина воздействует на нагреватель I посредством элемента 8, выполненного в виде жесткой тяги, соединенной с нагревателем 1 в точке его контакта с направляющей 3.

От силы натяжения нагревателя зависят амплитуда и частота его колебаний °

При измерении массы прибор ориентируется таким образом, чтобы нагреватель принял вертикальное положение элементом 8 вниз. К элементу 8 прикрепляется измеряемый объект. По амплитуде колебаний нагревателя 1 определяется масса последнего.

При измерении силы прибор ориентируется таким образом, чтобы ее вектор был направлен вдоль оси нагревателя I, при этом объекты, сила взаимодействия между которыми измеряется, закрепляются на корпусе 16 прибора и на элементе 8. По амплитуде колебаний нагревателя 1 определяется измеряемая сила.

При измерении механических напряжений и относительного удлинения тел корпус 16 неподвижно закрепляется в одн ой контролируемой точке, ; элемент 8 — в другой. Создаетс". предварительное натяжение. По амплитуде колебаний нагревателя определяется измеряемая величина.

Градуировка шкалы 4 в различных режимах работы изменяется.

Колебательные движения нагревателя I приводят к его интенсивному охлаждению, что повьппает нагрузочную способность прибора. Использование нагревателя 1 в качестве подвижного элемента системы отсчета позволяет

13089

Рйианик, de

Фаен. аолЯ

teceancmu

eanpswwu пса и г л

ыугвп vтют

Составитель С. Шумилишская

Техр ед M. Хода нич Корректор M. Демчик

Редактор Л. Гратилло

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1792/35

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 отказаться от поворотного стрелочного указателя, что упрощает конструкцию прибора, Зависимость амплитуды колебаний нагревателя 1 от величины тока, протекающего через него, напряжения между нагревателем и проводящей пластиной 6, силы натяжения нагревателя 1 позволяет создать универсальный высокочастотный измерительный прибор. 10

Простота конструкции, отсутствие элементов повышенной точности и небольшая их номенклатура, а также высокая нагрузочная способность повышают надежность прибора, упрощают технологию производства, снижают эксплуатационные расходы.

Формула изобретения 20

Универсальный высокочастотный измерительный прибор, содержащий корпус с двумя входными клеммами, нагре03 6 ватель с двумя опорами, элемент натяжения нагревателя и систему отсчета, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены источники напряжения и тока, измерительный контур с резистором, коммутатор, проводящая пластина с клеммой, элемент механической передачи и направляющая нагревателя, при этом система отсчета выполнена в виде измерителя амплитуды колебаний нагревателя, который расположен параллельно плоскости проводящей пластины и соединен с элементом механической передачи, а элемент натяжения размещен между направляющей и одной из опор нагревателя, причем вьгходы источника напряжения, источника тока, входные клеммы и выводы измерительного контура подключены к входам коммутатора, выходы которого соединены соответственно с обоими концами нагревателя и клеммой проводящей пластины.