Электрический тепловой прибор для измерения силы тока Советский патент 1928 года по МПК G01R5/24 

Действие газового термометра основано на повышении давления в баллоне, через который проходит проводник, проводящий измеряемый ток. В соединенной с баллоном двухколенной трубке это повышение давления вызывает смещение столба жидкости; по разности уровней в обоих коленах судят о силе проходящего тока. Градуируется прибор эмпирически. Таким образом, для определения силы тока помощью градуированного газового термометра необходимо в существенном вести отсчет высоты столба жидкости, что для технических целей во многих случаях недостаточно наглядно. Наиболее наглядным, а потому и наиболее привычным в технике, способом указания являются стрелки, конец которых движется вдоль дуги круга, в центре которого расположена ось стрелки. Поэтому для придания наглядности показаниям газового термометра необходимо передать на стрелочный указатель

или продвижение столба жидкости в трубке термометра или изменения давления газа в баллоне. Более удобным является второй путь, тем более, что конструктивно стрелочные указатели изменения давления газа, барометры и манометры, разработаны весьма совершенно. Вопрос решается присоединением к баллону с нагреваемым током проводником, называемому далее сокращенно „баллону, полой камеры, одна из стенок которой представляет из себя упругую мембрану. Изменение давления газа в замкнутой системе баллон - соединительная трубка-камера - вь13овет упругие деформации мембраны, которые посредством обычного в барометрах-апероидах механизма могут быть переданы стрелочному указателю. Вместо камеры с мембраной может быть также применена дугообразная трубка плоского сечения, подобная употребляемым в обычных манометрах. Описанный способ передачи давления, вызываемого нагреванием газа на стрелочный указатель, составляет основу предлагаемого изобретения. Прибор в описанной выше форме обладает рядом недостатков, которые могут быть устранены следующим путем. Непосредственному нагреванию подвергается лишь та часть замкнутого в системе газа, которая находится в баллоне; поэтому ,прибор будет устанавливаться лишь медленно, пока не будет достигнуто состояние равновесия. Кроме того, по техническим соображениям камера (или трубка) должна быть сделана металлической, следовательно,через ее стенки будет происходить охлаждение находящегося в системе газа, а это вызовет понижение чувствительности прибора. Поэтому целесообразно отделить газ в баллоне от газа в камере, что достигается, например, путем наполнения жидкостью трубки, соединяющей баллон с камерой. Расширение газа в баллоне вызовет перемещение столба жидкости в направлении из баллона в камеру и сжатие газа в этой последней. Введение промежуточного столба жидкости имеет еще то дальнейшее преимущество, что позволяет наполнять баллон и камеру разными по составу газами, а также делать в некоторых пределах различными их основное давление, при чем, эта разность давлений уравновешивается разностью уровней жидкости в коленах, примыкающих к баллону и камере. Таким путем можно наряду с большей чувствительностью прибора и с более быстрым достижением им состояния равновесия изменять в некоторых пределах характер его шкалы. С той же целью повышения чувствительности прибора и более быстрого достижения им состояния равновесия стеклянный баллон может быть сделан с двойными стенками, из промежутка между которыми выкачен воздух. Измеряемый ток может пропускаться через баллон по одному или нескольким проводникам. Эти проводники могут быть включены параллельно на постоянное, что может быть существенно в тех случаях, когда приходится измерять сравнительно большие силы тока высокой частоты, при которых становится заметной неравномерность распределения тока по сечению проводника (скин-эффект), а поэтому отдельные провода берутся соответственно тонкими. Точно так же можно сделать эти проводники независимыми, один от другого, впаивая каждый из них в отдельности. Тогда отдельные проводники смогут служить резервом на случай перегорания того или другого из них, а равно для изменения диапазона прибора. Ибо для получения некоторого отклонения прибора требуется выделить в баллоне определенное количество калорий, получаемых за счет джоулева тепла, эквивалентного PR, где /-сила тока в проводнике, проходящем через баллон, а R - сопротивление этого проводника. Включая параллельно 2,3 и т. д. проводников, уменьшают результирующее сопротивление в 2,3 и т. д. раз. Следовательно, то же количество калорий будет вьщелено при токе, кратном 1/2, 1/3 и т. д., т.-е. диапазон прибора увеличится в 1/2, У 3 н т. д. раз. При сильном изменении наружной температуры произойдет изменение давления газа внутри прибора, что мо.жет вызвать сход стрелки прибора- с нулевой точки. Для того, чтобы привести стрелку обратно на нуль, нужно иметь возможность изменить давление газа внутри прибора. Это может быть достигнуто путем применения дополнительной камеры. На схематическом чертеже изображен предлагаемый прибор. В стеклянный баллон / впаян проводник 2 для пропускания измеряемого тока; камера 3 закрыта с одной стороны упругой мембраной 4. Движение мембраны при изменении давления внутри камеры передается рычажку 5, укрепленному Эксцентрично в остриях 6, а от него штифтом 7 на стрелку 8, .вращающуюся вокруг оси У. Баллон 1 и камера 5 сообщаются между собой посредством трубки 10, наполненной жидкостью 11. Трубка 10 имеет открытый прилив 12; на этот прилив плотно надета металлическая камера 13, сквозь дно которой проходит винт 14, имеющий снаружи головку с накаткой. Поворачиванием винта 14, таким образом, чтобы его тело входило внутрь камеры -13, вытесняют часть находящейся в камере жидкости в трубку 10 и тем самым увеличивают давление в баллоне 1 и камере 5. При обратном движении винта 14, наоборот, часть жидкости входит из трубки 10 в камеру 13, и давление газа в / и 5 понижается. Это

изменение давления вызывает некоторое движение в ту или иную сторону мембраны 4, которое может быть использовано для установки прибора на нуль.

Предмет патента.

Электрический тепловой прибор для измерения силы тока, в котором включенная в цепь тока проволока нагревает газ в замкнутом пространстве, соединенном с одним из колен U-образной трубки, частично заполненной жидкостью, характеризующийся тем, что другое закрытое сверху и заполненное каким-либо газом колено CJ-образной трубки соединено с камерой 3, снабженной мембраной 4, отклоняющей указательную стрелку при помощи обычного в манометрах устройства.