Устройство для измерения слабых переменных токов Советский патент 1936 года по МПК G01R19/00 

Существующие, нулевые гальванометры переменного тока имеют ряд существенных недостатков. Наиболее распространенные из этих гальванометров вибрационные-достаточно сложны, неудобны в эксплоатации и требуют для устойчивой работы строгого . постоянства частоты. Однако, используемый в них принцип резонанса позволяет сильно повысить чувствительность. Другой тип нулевых приборов-гальванометры с механическим выпрямителем- менее подвержены указанным выше недостаткам, но зато требуют регулировки фазы, что часто достигается только с большими трудностями.

Предлагаемая конструкция гальванометра с -вращающимся выпрямителем не требует регулировки фазы и позволяет получить значительную чувствительность благодаря использованию резонанса в магнитоэлектриКском измерителе.

Принцип действия предлагаемого галь нанометра заключается в следующем. Если, пользуясь простейшим вращающимся выпрямителем, вращать его коллектор не синхронно, а со скоростью, близкой к синхронной, то, как легко видеть, в этом случае истинное выпрямление не получается. Действительно, благодаря непрерывно меняющейся фазе,в этом случае появляется явление биений (наложение двух частот-перемени о го тока и вращения выпрямителя), в результате чего со щеток выпрямителя снимается переменными ток низкой частбты, период которого может достигать любого значения. При пропускании этого тока через магнитоэле1стрический гальванометр наблюдается явление качаний стрелки последнего, причем, меняя частоту (регулировкой выпрямителя), можно получить резонанс и соответственно - сильно повысить чувствительность. Так как период магнитоэлектрического гальванометра обычно порядка нескольких секунд, то наблюдение качаний стрелки не только не представляет затруднений, но даже более удобно, чем отсчет постоянного отклонения. Получение несинхронной скорости вращения может быть достигнуто разными путями.

На фиг. 1 изображен выпрямитель, приводимый во вращение электродвигателем, регулируя обороты которого, можно регулировать частоту биений и добиться резонанса. Однако, подобный вариант неудобен, ибо требуется стабилизация оборотов двигателя. Кроме того, это устройство в резкой степени зависит от изменения основной частоты. Другой возможный путь-применение вращающихся щеток.

На фиг. 2 изображен выпрямитель с, вращающимися щетками, приводимыми в движение вспомогательным двигателем постоянного тока или механическим двигателем (часовым). Коллектор выпрямителя приводится во вращение от синхронного двигателя, питаемого от общего источника тока. Такой преобразователь частоты обладает полной стабильностью, однако довольно сложен. Поэтому рациональней приводить щетки во вращение от того же синхронного двигателя, который приводит во вращение коллектор.

Примерная конструкция подобного устройства с червячной и зубчатой передачей приведена на фиг. 3, а его коллектор изображен на фиг. 4. Нетрудно видеть, что в этом случае преобразованная (пониженная) частота меняется пропорционально относительному изменению основной частоты,что практически при тупой кривой резонанса магнитоэлектрического измерительного прибора значения не имеет. . На фиг. 5 приведена подобная же конструкция с фрикционной передачей, позволяющей регулировать понижение частоты при помощи тяги Т.

На чертеже А и Б-щетки переменного тока, В и Г-щетки тока преобразованной частоты; вращающиеся щетки обозначены соответствующими буквами с индексами. Каждая вращающаяся щетка соединена через кольцо с неподвижной и изолирована от других.

, Подобное устройство, будучи достаточно удобным с экспериментальной точки зрения, позволяет получать на переменном токе , чувствительность, не только не уступающую соответствующей чувствительности применяемого магнитоэлектрического измерительного прибора, но, благодаря использованию явления резонанса, даже превосходящую ее в несколько раз.

Применение принципа резонанса в измерительных приборах, с целью увеличения их чувствительности, известно;

в данном случае предлагается новое конструктивное оформление гальванометра переменного тока повыщенной чувствительности, состоящее из магнитоэлектрического измерителя и механического преобразователя частоты. Результаты проведенных заявителем опытов позволяют утверждать возможность построения гальванометра переменного тока с чувствительностью порядка 10- А на деление. В подобном .устройстве, с целью получения еще большей чувствительности, может быть использован и зеркальный магнитоэлектрический гальванометр.

Предмет изобретения.

1.Устройство для измерения слабых переменных токов при помощи гальванометра постоянного тока, например, магнитоэлектрического типа, в котором использовано явление резонанса для повыщения чувствительности гальванометра путем применения преобразователя, предназначенного для превращения измеряемого переменного тока в переменный же ток, по частоте совпадающий с собственной частотой колебаний подвижной системы измерительного прибора, отличающееся тем, что преобразователь, выполненный по типу механического выпрямителя, приводимого во вращение синхронно от цепи измеряемого переменного тока, снабжен приспособлением для дополнительного вращения щеток выпрямителя в направлении основного вращения синхронного двигателя либо навстречу ему, с целью создания в цепи выпрямителя биений, с частотой, равной частоте колебаний подвижной системы прибора.

2.Форма выполнепия устройства по п. 1, отличающаяся тем, что для вращения щеток выпрямителя применен вспомогательный источник энергии, например, по типу электрического двигателя, либо часового механизма.

3.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительное вращение щеток осуществлено от общего синхронного двигателя при помощи зубчатой, либо фрикционной передачи с регулируемым отношением скоростей. к авторском} свидетельству К. Л. Н, Штейнгауза № Б. Карандеева и 48811 .

фиг.4

-д

фиг5

ft

5i

.гТг