МЕХАНОТРОНИЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК G01D5/14 

Изобретение относится к устройствам для измерения малых иере.меи1,е11Н| 1 и усилий. Известен механотрониый преобразователь, содержащий диод, междуэлектродное нространство которого заполнено водородом, источник магнитного у11равляюи1,его поля током в междуэлектродном пространстве, зонды, установленные в междуэлектродном иространстве, и индикатор потенциалов зондов. Недостатками известного преобразователя являются сложность конструкции, невысокие долговечность и надежность, сравнительно высокая стоимость, обусловленные наличием подвижных электродов, а также погрешности, обусловленные гистерезнсом унругих элементов или иеобходимостью взаимного неремеИ1ения магнита и лампы. Кроме того, объединеиие в одном блоке электронной и механической частей усложняет монтаж и экснлуатацию нреобразователя. С целью повышепия точности предлагаемый преобразователь снабл ен предназначенным для связи с контролируемым объектом цилиндрическим экраном, окружающим диод и источник магиитного управляющего иоля и подвижным относительно них, а зонды выполнены в виде двух плоских электродов, устаиовлеииых ненодвижио, симметрично относнтельно осн, соединяюнхеи катод и апо.ч /июда, и обрап1,еппых к пей плоскостямп. На чертеже схематически изображен нредлагаемый нреобразователь. Герметичный стеклянный баллон / преобразователя заполпеп водородом,давлепие которого поддерживается генератором 2 водорода в пределах мм рт. ст. Внутри баллопа расположены анод 3, электроды 4 и оксидный катод 5. Балластное сонротивленне 6 служит для стабилизации плазменного столба. Катунл и 7, 8 электромагпнla расположены на наружной поверхности баллона и занитываютсй от внешнего источника 9 стабилизированны.м постоянным напряжением. Питание нрнбора осуществляется от источника 10 анодного напряжения. Переменные сопротнвления // н 12 служат для регулировання тока в катушках. Баллон но.мен ается в подвижный ннлнндрическнй магиитный экран 13, связанный с исследуемым объектом М кинематической связью 15. Регистрирующий нрибор 16 включен в цен1, нлоского конденсатора. Подвижный магнитный экран 1, с номощью щуна (кинематической связи /5) соедпняется с исследуемым объекто.м 14. Баллон / вводится внутрь магнитного экрана. Катушки 7, 8 электромагнита включаются так,

чтобы их потоки были направлены в противоположные стороны.

После включения источников 9 и 10 питания и разогрева катода 5 между последнн.г и анодом 3 возникает плазменный столб.

Выставление нуля на регистрирующем приборе осуш,ествляется переме1П1ыми сопротивлепиями // и 12. При этом магиитиые нотоки, создаваемые катушками 7 и 8, равны но величиие, но нротнвоположно нанравлены. Результпруюни-1Й магнитный поток равеи , и илазмеииый столб находится в равновесии, не вызывая изменения потенцналов на электродах 4.

Из.менение геометрических размеров или положения исследуемого объекта 14, связанного с магнитным экраном через любую кинематическую связь, вызывает смещение магнитного экрана в ту или другую сторону, ири этом магиитные нотоки катущек становятся различными, и р.езультирующий магиитный поток не равен нулю. Взаимодействие магнитного потока с заряженными частицами плазменного столба вызывает появление силы Лоренца, которая смещает плазмениый столб в направлении, периендикуляриом направлению магнитного ноля и- направлению дрейфа заряженных частнц.

Величина смещения плазменного столба нронорциоиальна величине, на которую измеияются размеры исследуемого объекта.

Расиоложение электродов 4 и катушек 7, 8 электро.магнита таково, что их оси симметрии взаимно перпеидикуляриы, а так как дрейфовая скорость заряженных частиц направлена по продольной оси прибора, то сила

Лореица наиравлеиа по оси симметрии, нроходящей через центры электродов. В результате этого нлазмеииый столб отклоняется в плоскости, перпендикулярной плоскостям электродов и совпадающей с продольной осью нрибора. Это отклонение плазмениого столба вызывает изменение нотенциалОв на электродах, которое измеряется регист;рйруюндим нрибором 16.

Подобная схема измерения позволяет избавиться от упругих элемеитов (сильфоиов, мембран и т. п.) в кинематических схемах, которые вызывают погрешности упругого гистерезиса и усложняют конструкцию преобразователя и технологию его изготовления.

Предмет изобретения

Мехаиотронный преобразователь, содержа 1ци и диод, .междуэлектродиое пространство которого заполнено водородом, источник магиитиого унравляющего поля током в междуэлектродном пространстве, зоиды, устаиовленные в междуэлектродном пространстве, и иидикатор потенциалов зондов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен иредиазиачеиным для связи с контролируемым объектом цилиндрическим экраном, окружаюн1,им диод и истошщк магнитиого управляюн1его ноля и подвижным относительио них, а зонды выполнены в виде двух плоских электродов, устаиовленных ненодвижно, симметрично относительно оси, соедипяю1цей катод и аиод диода, и обраш,енцых к ней плоскостями.