Прибор для измерения напряжения при помощи неоновой лампы Советский патент 1930 года по МПК G01R19/00 

,. ,

/Предлагаемое изобретение касается

«прибора для измерения напряжения при : иомощи неоновой пампы и состоит в том, что с целью попучсения возмож.ности измерения и контроля симметричвойти электродвижущих сил от од негр вольта и выше в различных электрических цепях, в приборе применена , , батарея, прнкдюченнал к зажимам по.. т нциометра, предназначенного додавать , в цепь неоновой лампы дЬбавочное на; Ъряжение, дающее в еумме с измеряе,мым такое напряжение, при котором

возникает свечение лампы. - На чертеже изображена схема нрибора.

.. К клеммам а, Ь, с подводится измеряемое найряжение. Если последнее больше того, при ко гором светится неояоввя ламна, то ег.о следует присоеди., нять,к клеммам а, &,-замкнутым на шо:, тенциометр Pj, При помощи переключа. теля и производится перемена напра. в.тсения измёряемоД электродвижущей .Цсиды. К зажимам потенциометра Д, РЗ ; сдвумя движками присоединена батарея чЕ через контакты d, е. Между движ ками этого потенциометра включен вольтметр F и параллельн-о ему неоно:вая лампа GI. Последовательно с неоновой .тампой через переключатель /С включается источник измеряемого напряжения.

В основу действия существующих приборов -для измерения напряжения при помощи неоновой лампы положено свойство свечения этой лампы при строго определенном напряжении. Напряжение, при котором лампа вспыхивает (только начинает светиться), соответствует порогу ионизации газа нерна, которым наполнен баллон неоновой лампы,. В существующих приборах (напр. Palma) измеряемое напряжение (jEra) присоединяется к зажимам потенциометра, состояп ;вго из определенных известных сопротивлений (J,, ); в провод, соединяющий ползунок потенциометра с одним из зажимов,, включена неоновая лампа так. что ее как ы пгунтирует часть () сопротявл:ения потенциометра. Вместо сопротивлений (Hi и И ь ) могут быть взяты два конденсатора (d, Сз),Один из них (d)-переменной емкости, при чем паралле.чьно этому последнему включается неоновая лампа. В момент свечения ее напряжение ЕС, необходимое длтя этого как раз равно падению напряжения на части (Ri) сопротивления потенциометра, или

если взяты-кондевгсагорж., то-падению на конденсаторе (Ci).

При работе с такими приборами мойснО очень точно NycTaHaBJTHBaTb полвуаок потенциометра или величину емкостж Oi. на границе свечения. Перед начшвом; свечения через неоновую лампу тою,не идет, так ак ее - сопротивление (всле-д ствие- отсутствия процесса ионизалЕни газа) равно практически бесконечности.

Jl,nH случая -с потенциометром:

. (Й1 + Е2) . ..,-,--()

........ ....-(2)

E,. Внеся значение Ef из 2-550 .i|(.) Л1+1)

где

. . Е.

Коэфициенты А для обоих случаев при яюбых значениях EI и ЕЗ и Ci и С могут быть заранее определены для любого положения потенциметра или, емкости С}. Напряжение начала свечения ЕС также легко заранее определить. Формулы (3) длд обоих случаев будут расчетными. По ним вычисляется изме.ряемое напряжение EOT- Схемы прибо. рой, только что описанных, досуаточно просты, но они обладают следующими

недоста тками:

1) с ними нельзя мерить напряжение меньше напряжения , при котором неоновая лампа начинает светитьбя, 2) потенциометры из сопротивлений и емкостей должны иметь плавные переходы на всем измеряемом диапазоне. Это сделать, чрезвычайно трудно дли дикостей Ci и Сз, которые должны быть процезионными и почти совершенно невозможно сделать потенциометр из больших сопротивлений с плавными переходами. В предлагаемом приборе преДпо/

- 2 -

-I - -Для тех моменте,- когда, полаунв : потенциометра ила переменная едя «ость.

: ( поставлены на рраянце, свечения i ывог дятся расчетные- по к©агС рым зная наиряжениеначааа свечения Ж- f взятой неоновс й ла.миы .и: еонротиштения

Г jRi и Й2 потенциометра вин: емкостей С и С, на которые замкнуто это иам еряемое напряжейие , можно его вычв..слать ло следующим расчетнкв«1 формулг м:

Для случая с в-йнсостяшя.;

. ;(1)

. . . .1. ..,.. .. .. ., .(2)

- - riTCj

г- д . . . .(4)

лагается использовал-ь у|{;азанные свойства неоновой лампы и устранить вышеиз.тЕОженные недостатки ойнсаиных прн боров.

Возможность, измерения маленьких напряжевий, согласно, изобретению, до стигаетея тем, что ё небольшому изМеряемом;у напряжению Да последова тельно-пржсоединяетея напряжение F от местной батареи через потенп номэтр Ро и РЗ, б.чагодара чему сумма напряжений. E + V E, .. . . .(%

Из 5 уравнения определяется напряжение по формуле:,

,. Е„ Е,-Г .- . . ..;/(6,

Величину добавочного напряжения Т от батареи Е мы видим на вольтметре F. величина ЕС должна быть опредёлеш заранее. Если определения величинь Д не сделано за,ранее, то это легко сделать благодаря констрзкции всего при : уравнения в 1-© пол5гчвм: ,/ , L-V о, Оз U-Cj cj E.(i+|j ; брра. Для этого/ наДо пойзунок дотенгциометра PI цоставить на нулевое . по,-ложение (на Чертеже ;в рхний контакт

eiieB| i) и изменять; полОзйение ползунков

/1отен1щоме ра , пока

ламаа не вспыхнет. Этот момент и соответству1ат пбрргу ионизадии газа

неона в лампе. Найря сение, соответствуюхцее маменту за&игания лампы,

отечитывается по вольтметру V. При

измерении напряжений, больших, чем

напряжение , необходимо применять

поте нцирметры, крторые мргут быть

выполнены как из .српротивпений, так

1 и-из крстей. На. чертейсе изображен

пртенциомётр ИЗ еопрбтивлений порядка

ФГ 6 ци Рме тр и 3 с о п р о т и : :-,:.;.: вя-енцй V/

Согласно формуле (3) имеем:

.: : ;; Д. :Js(i-j-) ; . v(7) д„(1+|-).. . . .:(7)- , - . - - ------- . . i - . -- .

, V : Ч Т -; Ho. ао пормуле (6) равен .

,;-{-; /- - ,- v . ...--. V J(6).---;-.;;.;..i

V - -. . „ -,.- - ; , f : .. . .-1

,-/ ВнеЬя знач:е11ие Ет из выражения (6) в.. (7) пояуяям, лто- л ;;

/- - . -.:-.-.. -,

;i/,,-(JS VO(l)-4 (E,-V)...8 E,. i(E.-y)ii + ()A:(:

, Фррмулы (8) и будут расчетвыми. По ййм вычисляется -измеряемое нааряже;./«ие .JS;c. у. ,:;. , / .

. Переключагель н 1остав1аен дпя перемены направления проводов, идущих от измеряемого напряжения к неоновой лампе. Эго сделано с целью котроля симметричности .изйеря-емого напряжения. -Знать самметрйчнрсть тбка во мно гих- случаях необходимо , например,

-, в различнгдх выпрямителях, модуляционных устаповкэ.х на радиоетанциях, при исцледоЕ анйи магнитных полей и т. д. Др сих пор это удавалось сделать только

-с цомощью. осциллографа.

7,. Пpe лa aёмый .npniSop с неоновой ламдой .является цриборрм почти эле«трдчеекйгл та;к-Как дня; минимального

20,000 ом, позволяющий пропускать ток цриблизителяно 50п,-4.. .Иначе говоря, к такомз потенциометру мы можем noia.водить напряжение ДО; 1000,вРльт и. измерять его. -Возможность Прибавления к измеряемому напряжению добавочное напряжение от местной батареи позво- ляет сделать атендиометр , i скачкообразн1Лй, что конечно ямебт громадное преимущество, так .кй1к его сделать просто, с плавными же перехрдаии потен-, циометр на,; 20.000 ом сделать совер- Г шенно невозможно..

Расчетные формулы для определения s измеряемого напряжения ЕХ, если оно : больше ЕС, выводятся так:, :.;-,.

П о те нциоме тЦ из емкостей л

свечения неоновой , лампы нужен ток I порядка 3-4 миллиампер без добавочного соиротивления и порядка микроампер с большим српротивдением, вклю i ченным последовательно с нернрврй i лампой. I .у

Предмет патхента.

1. Прибор для измерения напряжения при, помощи неРновой, лампы-, хар ктеризующийся применением батареи Е, приключенной к зажимам потейдиометра Р, РЗ предна8паченногр. подавать в цепь неоновой лампы доб жочнор йа- ; пряжение, дающее в сумме с измеряй; мым напряжение, - при. .которой врзнгкает свечение лампы., ; ,v

. В охарактеризованном в п. 1,приборе Применение лотенциометра Р предназначенного для измерения напряжений, , больших нахгряжейия ; сведения неоновой пампы.

. Форма выпопн енйя охарактеризованного в п.п. 1 и 2 прибора, отличаю-: щаяся ; применением п:ере1клюэатепя К, предназначенного для контропя симметричности измеряемого напряжения.