Электроизмерительный прибор Советский патент 1986 года по МПК G01R5/00 

1208

Два узла ограничения колебаний снабжены проводящей скобой 9, кольцевым электродом 14 и кольцевым пьезоэле- ментом (П) 15.J размещенным между ними. При совпадении собственной частоты колебаний рамки 1 с частотой внешних вибраций букса 10 соударя- . ется с втулкой 11, В результате происходит замыкание токопроводяЕ(их элементов 12 и 13, При этом электИзобретение относится к измери - тельной технике и может быть использовано для измерения напряжения постоянного тока в условиях вибрации и ударов.

Цель изобретения - повьпаение .виброустойчивости прибора путем уменьшения увода подвижной системы измерительного прибора в процессе ограничения колебаний последней,

На фиг,I схематично изображен электроизмерительный прибор; на фиг,2 узел ограничения колебаний подвижной частиI на фиг, 3 - то же, электрическая схема.

Рамка 1 с рабочей обмоткой 2 (фиг.2) укреплена в неподвижной обойме 3 прибора с помощью растяжек 4, расположенных по разные стороны от рамки 1 (на фиг,2 показа- на только одна сторона рамки 1 с од ной из растяжек 4 для случая, ког- да видоизменяется только один узел ограничения колебаний), Растяжки 4 укреплены наружными концами на обой™ ме 3 прибора с помощью узлов 5 крепления и электрически соединены с измерительными клеммами 6 и 7 разной полярности (показанная на фиг.2 рас тяжка 4 подключена к измерительной клемме 6 положительной полярности, причем изображен случай одностороннего расположения клемм 6 и 7), а внутренними концами - на плоских токопроводах 8, Токопроводы 8 зак- реплены на установленных на рамке 1 С помощью проводящих скоб 9 буксах 10 цилиндрической формы входящих концентрично с некоторым зазором в отверстия установленных: на обойме 3 втулок 11, В отверстия

12

род 14 соединяется с клеммой 7 при бора отрицательной полярности. Контактирующая с И 15 поверхность скобы 9 подключена через токопровод 8 и растяжку 4 к клемме 6 прибора пол }кительной полярности. Обкладки каждого-И J5 подключаются параллельно рабочей обмотке 2 прибора и на них подается измеряемое напряжение, 3 ил.

втулок i1 и на наружную поверхность букс 10, расположенных по одну из сторон рамки5 помещены кольцевые токопроводящие элементы 12 и 13,

а между контактирующей с токопро- водом 8 частью скобы 9 и закрепленным на буксе кольцевым электродом 14, выполненном в виде стопорной шайбы, зажат кольцевой пьезоэлемент 15,

выполненньш в виде полого цилиндра с осью поляризации, совпадакщей с его продольной осью (фиг,2), Токо- проводящий элемент 13 на буксе 10 электрически соединен с помощью

проводника 16 с электродом 14, а то- копроводящий элемент 12 на втулке 11 с помощью проводника 17 электричес ки соединен с измерительной клеммой прибораS противоположной по поляр-

нести той, с которой соединена расположенная по данную сторону рамки растяжка 4 на фиг„2 элемент 12 подключен к клемме 7 отрицательной полярности, фигеЗ), Каждая растяжка 4

укреплена в буксе 10 с помощью соответствующего штифта 18 и кл1-ша 19, а между плоскостью токопровода 8 и буксой 10 помещен тонкий слой 20 упругого материала толщиной около

1 мм, дающий возможно.сть скобе 9 незначительно смещаться по буксе 10 в направлении ее продольной оси. Скоба 9 электрически изолирована от рамки i изоляционной оксидной

пленкой {на фиг.2 покрытие не показано) . Скоба 9 и токопровод 8, выполненные из латуни, покрыты в месте контакта оловом и соединены пайкой припоем ПОС-40.

Прибор работает следующим образом.

При совпадении собственной частоты поперечных колебаний рамки 1 с частотой внешних вибраций возникают колебания подвижной системы значительной амплитуды, в результате чего букса 10 начинает соударяться с втулкой 11. При этом подвижная система затягивается на режим обката буксой 10 втулки П, при котором к рамке 1 прикладывается постоянный по направлению момент, вызывающий ее увод.

Однако при соприкосновении буксы 10 и втулки 11 происходит замыкание токопроводящих элементов 12 и 13 (фиг.З). При этом соответствующий электрод 14 соединяется с измерительной клеммой 7 прибора отрицательной полярности . Контактирующая с пьезоэлементом 15 поверхность скобы 9, выполняющая роль второго электрода, подключена через токо- провод 8 и растяжку 4 к клемме 6 прибора положительной полярности. Таким образом, (фиг,3) обкладки каждого пьезоэлемента 15 подключаются параллельно рабочей обмотке 2 прибора и на них подается измеряемое напряжение и . При этом в результате обратного пьезоэлектрического эффекта данный пьезоэлемент 15, ось поляризации которого совпадает с продольной осью, сжимается или растягивается в направлении оси рамки 1, Это вызывает либо уменьшение либо увеличение натяжения растяжки, а следовательно, изменение частоты поперечных колебаний подвижной системы. При этом собственная частота подвижной системы уходит от частоты внешних воздействий, в результате чего происходит срьш системы с режима обката. Такое/изменение частоты происходит достаточно быстро, что не позволяет подвижной системе затянуться в режин обката и срывает соударения ограничителей. Как следует из фиг,1 и 2 возможно использование как одного, так и двух узлов ограничения колебаний с пьезоэлементами 15, Например, в магнито-электрическом вольтметре постоянного тока типа Ml500/1 с пределом измерения 300 В, пьеэо- элемент 15 был ориентирован так,что приложение к токопроводу 8 и электроду напряжения указанной на фиг,2,3 полярности вызывало сжатие пьезоэлемента 15, а следовательно, уменьшение собственной частоты попереч-

08512

1 ных колебаний рамки 1. Пьёзоэле- мент 15 выполнен из кристаллического кварца (пьезокерамика), имеющего коэффициент обратного пьезоэлект- - рического эффекта d 2,3 10 м/В,

При высоте пьезоцилиндра 9 мм и наружном диаметре 5 мм для вольтметра Ml500/1 при- номинальной величине напряжения расчетная величина осево- IQ го сжатия не превьшает 30 мкм. Так как жескость амортизационных пружин узлов 5 в продольном направлении Cj. 6,75-10 Н/м, то такое сжатие пьезоэлемента соответствует умень- ., шению натяжения Т, растяжек 4 примерно на 2 Н,

Частота поперечных колебаний подвижной

системы

со

связана с

.Т

о

F - длиной растяжек 4 и m - мас20

сой подвижной части соотношением

0), 42Tj(enil .

При f 1, i m изменение 2 Н соответствует 25 уменьшению i примерно на 40-50 Гц

о

5

t-.,

(лЗ,

у 2

Экспериментальные данные по из- менению частоты при контакте огра- ничителей примерно соответствовали расчетным. Такое изменение частоты позволяет срьшать эффект затягивания контактирукацих ограничителей в режим обката и тем самым устранять

Г„J f

- увод подвижной системы при вибрациях.

Таким образом, предлагаемое устройство за счет устранения явления обката и уменьшения увода подвижной системы при вибрациях и ударах позволяет повысить вибро-удароустой- чивость электроизмерительного прибора на растяжках.

Так как увод от соударений букс с ограничителями для приборов с подвижной системой на растяжках является главной причиной их недостаточной виброустойчивости, то предлагаемый прибор позволит значи-

тельно повысить точность измерения в широком диапазоне внешних воздействий.

55

Формула изобретения

Электроизмерительный прибор,содер- жаший обойму, в которой размещена рамка с рабочей обмоткой, два узла

$ 1

ограничения колебаний выполненных каждый в виде закретшенной на обойме втулки, в осевом отверстии которой расположена цилиндрическая бук- са, и две растяжки, наружнь е концы которых закреплены на обойме, а внутренние - в соответствующих буксах, отличающийся тем, что, с целью повьшения виброустой- чивости, в один или два узла ограничения колебаний введены проводящая скоба кольцевой электрод, коль ценой пьезозлемент5 размещенный меж ду проводящей скобой и кольцевым

7

/ //, /

/4

/

-Ь

085126

- электродом, и два цилиндрических то- копроводящих элемента, расположенных соответственно на наружной поверхности буксы и внутренней поверх- ,- ности втулки, причем соответствующая проводящая скоба закреплена на рамке и электрически соединена с первым выв одом рабочей обмотки, соответствующая букса кинематически соеди- 10 нена с кольцевым электродом, который электрически соединен с первым проводящим элементом, а второй проводящий элемент соединен с вторым выводом рабочей обметки прибора.

Изобретение относит сй -к обл йс- ти измерительной техники. Цель ретения - повышение виброустойчи- вости прибора. Прибор содержит неподвижную обойму 3, в которой размещена рамка 1 с рабочей обмоткой 2. /9 / /.- .Л; г КЛ

-и

0+

Направление поляризации кьезозлепента

П

Фиё. 1

ВНИШШ Заказ 282/56

Филиал ШШ 11атея г Ужгород, згяеПроектная, 4

Фие.3

Тираж 730 Подписное