Электростатический компаратор Советский патент 1957 года по МПК G01R5/34 G01R21/06 

Предметом изобретения является электростатический компаратор для измерения мощности переменного тока, выполненный в виде квадрантного электрометра, в котором компенсирующий момент создается напряжением постоянного тока, подаваемым на электроды.

В известных компараторах .этого типа источники постоянного и переменного напряжения и тока включаются последовательно, а электроды электрометра соединяются попарно.

К недостаткам такого включения относятся: возможность возникновения паразитных связей между цепями постоянного и переменного тока, несимметричность схемы относительно земли и необходимость иметь раздельные цепи тока и напряжения.

Согласно изобретению, предлагается, с целью повыщения точности измерений, разделить цепи переменного и постоянного тока и обеспечить симметрию неподвижных электродов квадрантного электрометра относительно земли.

Изобретение может быть осуществлено в двух вариантахВ соответствии с одним из этих вариантов, смежные неподвижные электроды электрометра подключаются к двум последовательно соединенным одинаковым точным сопротивлениям, обтекаемым измеряемым током, а измеряемое напряжение подключается к подвижному электроду и к общей точке упомянутых сопротивлений.

В другом варианте измеряемое напряжение подключается к двум последовательно соединенным сопротивлениям, между общей точкой которых и подвижным электродом электрометра включается сопротивление, обтекаемое измеряемым током.

На фиг. 1-3 представлены принципиальные электрические схемы вариантов выполнения предлагаемого электростатического компаратора, где обозначены: Я, Яо, Яз, Я4 -неподвижные электроды электрометра, Л - его подвижный заземленный электрод. Смежные электроды Н, Н-2 подключены к двум последовательно соединенным точным сспротивлениям г, обтекаемым измеряемым током I . (фиг. 1 ), а смежные электроды Яз, к двум последовательно соединенным сопротивлениям /, обтекаемым компенсирующим постоянным током. Измеряемое напряжение подключено к подвижному электроду Л и к общей точке сопротивлений г. Из фиг. 1 ясно, что напряжение электрода Н относительно земли U 11 ,. - - / J. г, а напряжение электрода Яг относительно земли Uz f/,. - + / ,. г Легко показать, что при УС.ЛОВИИ симметричности обеих систем суммарный вращающий момент М„1,, создаваемый измеряемой мощностью переменного тока Р, составляет: М„, (Ь. 1,--гГ-- (U, : 1.гГ -a-rl lJ .К Р,. Аналогично можно показать, что 1 и если i/.i / -/„ возвращающий момент М,,,, создаваемый постоянным током, также пропорционален мощности т. е. М /d „ 4 - /Г, Р,. Если К К, то при равновесии Р,.,, величину же Я„ можно весьма точно измерить потенциомером. Таким образом, в предлагаемом компараторе вращающий момент, пропорциональный компарируемой мощности, создается двумя смежными электродами квадрантного электрометра, включенными по схеме для измерения мощности, а возвращающий момент создается двумя другими смежными электродами, также включенными по схеме для измерения мощности, на которые подаются постоянные напряжения. С таким же успехом можно мощность переменного тока подвести по схеме, показанной на фиг. 2, т- е. подключить неподвижные электроды Н и HZ электрометра к двум последовательно соединенным одинаковым точным сопротивлеиям/, к которым прикладывается измеряемое напряжение U ., а измеряемый ток / д- пропустить по опротивлению R, включенному 1между подвижны.м электродом Л и общей точкой упомянутых сопротивлений г. Схема компаратора, представленная на фиг. 3, показывает воз.можность упрощения операции его уравновещивания, повышения точности и облегчения измерения. Питание цепи постоянного тока осуществляется от делителя напряжения R, все напряжение на котором приложено к неподвижным электродам Яз. Hi и контро.тируется потенциомером, а уравновешивание компаратора производится перемещением движка Ур этого делителя, который электрически связан с подвижным электродом, т. е. с изменением напряжения послСлТнего относительно неподвижных э/юктродов Яз, Я.} ностоянного тока. Если напряжение между движком У., и неподвижным электро- -|-А, то напрядом Яз равно жение между неподвижным электродом Н и подвижным э.тектродом Л будет - - АОтсюда возвращающий момент: М„з b-(U f/2,) --b-2U, .X Ki-Uo-X. Так как Ж,., М „,, то КР Д f/o А и, следовательно, положение движка делителя при равновесии вполне однозначно определяет измеряемую мощность. Предмет изобретения 1. Электростатический компаратор для измерения мощности переменного тока, выполненный в виде квадрантного электрометра, в котором компенсирующий момент создается напряжением постоянного тока, поданным на электроды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изл ерений путем разделения цепей переменного н постоянного тока и обеспечения симметрии неподвижных электродов относительно земли, смежные неподвижные электроды электрометра подключены к двум последовательно соединенным одинаковыд: точным сопротивлениям, обтекаемым измеряемым током, а измеряемое напряжение подключено к подвижному электроду и сбшоГг точке упомянутых соиротивленин.

2. BiLionsNteneh-ne устройства по и. 1. отличающееся тем, что измеряемое напряжение подключено к двум последовательно соединенным сопротивлениям, между обшей T04KOii которых и подвижным электродом электрометра включено сопротивление, обтекаемое измеряемым током.

Приоритет по п. 1 предмета изобретения от 14 июля 1956 г., по п. 2-от 14 июня 1957 г.