Датчик напряжения Советский патент 1984 года по МПК G01R19/00 

ND Ю Г

+.

эо

2. Датчик ho п. 1, отличающийся тем, что противоположные электроды секций, расположенные |ПО одну и другую стороны от плоское ти симметрии, параллельной плоскосчлм измерительных электродов, электрически соединены между ;о6ой и снабжены выводами для включения в мостовую схе му.

1. ДАТЧИК НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий внутри вакуумнойfколбы источник электронов, отклоняющую систему в виде двух плоскопараллельных измерительных электродов и мишень, о тличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения видов измеряемого напряжения источник электронов выполнен в виде пластины, расположенной симметрично относительно измерительных электродов и ориентированной перпендикулярно к их плоскостям, а мишень выполнена в виде двух симметричных относительно источника электронов секций, каждая из которых образована набором четного количества дополнительных плоских электродов, расположенных в одной плоскости, параллельной поверхности (Л источника электронов.

Изобретение относится к технике измерения высоких напряжений, в частности для регистрации напряжения в широкой полосе частот при обеспечении гальванической развязки контролируемой и измерительной цепей. Известны датчики напряжения, основанные, например, на использовании делителей и включающие схемы емкостных или схёмы резистивных элементов, понижающих контролируемое напряжение до величины, удобной для 15егистрации . вт)ричным прибором Л . . Недостаток таких датчиков - отсутствие гальванической развязки силовой и измерительной цепей. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик напряжения, содержащий внутри вакуумной колбы источник электронов, отклоняющую систему в виде двух плоскопараллельных измерительных электродов и мишень. Известный датчик представляет собой электроннолучевую трубку с электростатической отклоняющей системой, к электродам которой прикладывается измеряемое напряжение.; Величина этого напряжения определяется смещением электронного луча от оптической оси, которое наблюдается на мишени, выпол ненной в виде люминесцентного экрана. В таком датчике участок формирования луча и участок его отклонения пространственно разделены 2 . Известный датчик позволяет визуально наблюдать форму измеряемого напряжения в широкой полосе частот, однако имеет слабую помехозащищенность и ограниченные функциональные возможности. Датчик, например, не обеспечивает измерение разности потенциалов на участке цепи, находящемся под в{ 1соким потенциалом относительно заземленной точки (катода или анода), а также не позволяет представить получаемую информацию в виде выходного напряжения. . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика за счет увеличения видов измеряемого на пряжения. Указанная цель достигается тем, что в датчике напряжения, содержащем внутри вакуумной колбы источник электронов, отклоняющую систему в виде двух плоскопараллельных измерительных электродов и мишень, источник электронов выполнен в виде пластины, расположенной симметрично относительно иэмерительных электродов и ориентированной перпендикулярно к их плоскостям, а мишень выполнена в виде двух симметричных относительно источника электронов секций, каждая из которых образована набором, четного количества дополнительных плоских электродов, расположенных в одной плоскости, параллельной поверхности источника электронов. Кроме того, противоположные электроды секций, расположенные по одну и другую стороны от плоскости симметрии, параллельной плоскостям измерительных электродов, электрически соединены мевду собой и снабжены выводами для включения в мостовую схему. На чертеже изображена конструкция датчика с измерительной схемой. Датчик напряжения состоит из вакуумной колбы 1, внутри которой расположен плоский подогревный источник 2 электронов, оксидное покрытие на котором нанесено -на двух его плоскостях. Металлический анод - мишень выполнен в виде двух секций, плоскости ополНительныз{ измерительных электроов 3 и 4 которых параллельны плосости источника электронов. Датчи1 31112 симметричен относительно плоскости 5 ,симметрии. Электроды секций, находящиеся, по одну сторону плоскости симмет;рии, электрически соединены между собой. Измерительные электроды 6 и 5 вьтолнены в виде плоских пластин, плоскости которых перпендикулярны плоскости источника 2 электронов. Выводы 8 и 9 мишени включены в мостовую иэмерительную схему таким обра- 10 зом, что промежутки, образованные дополнительными электродами секций и источником электронов, образуют два плеча измерительного моста, а другие два плеча образованы, например, ре- is вана зисторами 10 и 11 в качестве резисти ных элементов. При подаче на измерительный мост напряжения питания между электродами 3, 4 и источником электронов возникают разнонаправленные электронные потоки 12 и 13. Причем разность потенциалов между вьгоодами 8 и 9 (без измеряемого напряжения), в этом случае может быть установлена равной нулю. . Измерительные электроды снабжены клеммами 14 и 15. Датчик работает следующим образом. При подключении измерительных электродов 6 и 7 и клеммам 14 и 15 участка цепи, на котором необходимо измерить разность потенциалов, на электронные потоки, помимо ускоря8ющего поля, оказывает действие электрическое поле измерительных электродов, величина которого определяется ,исследуемой разностью потенциалов. Под влиянием суммарного электрического поля электронные потоки отклоняются в ту или иную сторону и приводят к перераспределению токов между дополнительными электродами 3 и 4 мишени. Согласное включение этих электродов, находящихся по одну сторону оси симметрии, обеспечивает появление на выходе датчика только полезного сигнала, величина которого коррелирос величиной измеряемой разности потенциалов. Совмещение участка формирования и участка отклонения пучка в значительной степени повьшает защищенность датчика от действия внешних электрических полей, а расположение секций мишени относительно источника электронов и их включение обеспечивает практически полную защищенность датчика от влияния внешних магнитных полей. Включение датчика в мостовую схему позволяет получать информацию в виде выходного напряжения при многоэлектродпых секциях, однако возможно и визуальное наблюдение на люминесцирующих- дополнительных электродах. При небольших габаритных размерах предлагаемый датчик обеспечивает высокую точность измерений при высокой чувствительности.