Устройство для измерения времени депонизации тиратронов Советский патент 1935 года по МПК G01R31/24 

Предлагаемое устройство предназначается для измерения времени деионизации тиратронов. Как известно, время деионизации тиратрона является одной из основных величин, характеризующих его свойства. Эта величина обусловливает границы использовании тиратронов в ряде электрических схем, как-то: в схемах для развертки кривых катодного осциллографа, инвертора, управляемого выпрямителя на повышенных частях и т. д.

Производить исследование тиратронов непосредственно в названных схемах не всегда представляется возможным.

Сущность изобретения заключается в сравнении времени деионизации с временем перезаряда в цепи опрокидывающей емкости, причем измерение времени деионизации производится в условиях, приближающихся к действительным условиям работы тиратронов.

На чертеже фиг. 1 изображает схему электрических соединений устройства и фиг. 2 - диаграмму мгновенных значений и напряжений, получающихся при работе устройства.

Источник постоянного тока 7 питает анодные цепи двух тиратронов 2, 5, один из которых является исследуемым, а второй играет вспомогательную роль. Анодный ток и напряжение могут быть измерены при помощи измерительных

приборов 4, 5. Регулируемое сопротивление б включено в цепь тиратрона 2, время деионизации которого подлежит измерению, а сопротивление 7-в цепь вспомогательного тиратрона 3. Аноды названных тиратронов соединены между собой через емкость 8 и самоиндукцию 9.

Цепи сеток каждого из тиратронов содержат ограничивающие сеточный ток сопротивления 10, 11 и источники постоянного тока 12, 13, служащие для сообщения сеткам отрицательного потенциала, причем напряжение на сетке тиратрона 2 может быть отрегулировано потенциометром 14 и измерено прибором 75. Ключи 76, 77 служат для зажигания тиратронов путем присоединения сетки к катоду; во избежание короткого замыкания источника 13 ток последнего ограничен сопротивлением 18.

Трансформатор 19 обслуживает цепь накала катодов, контролируемую прибором 20.

Действие устройства заключается в следующем. На сетку исследуемого тиратрона 2 при помощи потенциометра 14 подается то напряжение, при котором необходимо измерить время деионизации, причем в цепи этой сетки устанавливается сопротивление 10 желаемого значения. Ключ 77 тиратрона 5 разомкнут, и таким образом на сетку его подан достаточный для запирания тиратрона отрицательный потенциал. Далее ключи 21 и затем 76 замыкаются, вследствие чего на анод тиратрона 2 подается напряжение, а сетка его присоединяется к катоду. При этом через тиратрон 2 проходит анодный ток, значение которого устанавливается при помощи регулируемого сопротивления б по амперметру 4-, после чего ключ 16 размыкается.

Янодный ток, проходя через сопротивление 5, вызывает на нем падение напряжения, до величины которого заряжается параллельно включенный конденсатор переменной емкости 8.

Как видно на фиг. 1, положительно заряженная обкладка конденсатора 9 обращена к аноду тиратрона 5, а отрицательно заряженная-к аноду тиратрона 2.

При зажигании тиратрона 3 путем замыкания ключа 77 положительная обкладка конденсатора 8 оказывается присоединенной к катоду (благодаря малому внутреннему сопротивлению тиратрона). При этом, очевидно, на промежутке „анод-катод тиратрона 2 окажется все отрицательное напряжение конденсатора.

В это время в тиратроне 2 будет происходить явление деионизации, т. е. положительно заряженные ионы, оставшиеся в нем от прохождения через него прямого анодного тока, будут рекомбинировать и осаждаться главным образом на поверхностях анода, сетки и баллона.

В то время, как в тиратроне 2 происходит деионизация, конденсатор 8 будет перезаряжаться через сопротивление б от источника постоянного тока 7. Напряжение на нем постепенно падает до нуля и затем, изменив знак, будет стремиться возрастать до значения, указываемого вольтметром 5.

Если за время перезарядки конденсатора в тиратроне 2 успеет произойти деионизация и ионный слой, охватывающий его сетку, исчезнет, то последняя снова приобретает способность управления, а так как при разомкнутом ключе 76 на ней будет достаточно большой отрицательный потенциал, то тиратрон вновь не зажжется.

Если же.за указанное время деионизация произойти не успеет и ионный слой нейтрализует поле сетки, то сетка не возобновит способности к управлению и тиратрон попрежнему будет пропускать ток.

Путем изменения емкости 8 можно добиться ее критического переходного значения между этими двумя случаями; для этого значения можно аналитически определить время перезарядки конденсатора 8, а отсюда и время деионизации.

Для уяснения процесса на фиг. 2 показано изменение разности потенциалов между анодом и катодом тиратрона 2 во времени. Так, для момента 22 мы имеем случай, когда ключ 76 разомкнут и ключ 27 замкнут при достаточном отрицательном напряжении, подаваемом на сетку тиратрона 2 от источника 72.

При этом тиратрон 2 не пропускает анодный ток и поэтому падение напряжения на сопротивлении 6 равно нулю, вследствие чего разность потенциалов между анодом будет равна напряжению источника 7-V.

В момент 23 ключ 76 замкнут, вследствие чего в тиратроне 2 происходит появление анодного тока, что вызывает падение напряжения на сопротивлении 6; при этом разность потенциалов между анодом и катодом падает до малой величины, равной V (фиг. 2).

Далее ключ 76 размыкается и через короткое время в момент 24 замыкается ключ 77, вследствие чего разность потенциалов между анодом и катодом тиратрона 2 принимает значение, равное и затем падает до нулевого значения, после чего знак изменяется на обратный, и далее напряжение растет по кривой, показанной на фиг. 2.

Если к моменту 25 деионизация не произойдет, то при снова начнется ионизация (так как, вообще говоря, величина V близка к потенциалу зажигания при нейтрализованной сетке). В этом случае кривая разности потенциалов между анодом и катодом пойдет уже по прямой пунктирной линии, параллельной оси абсцисс.

На фиг. 2 мы видим, что в момент времени 24 кривая напряжения идет скачком вниз. В некоторых же случаях практики мы можем иметь и не скачкообразное изменение этой кривой. Для того, чтобы приблизить условия измере