Устройство для измерения напряжения Советский патент 1976 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения высоких напряжений. Уже известны устройства для измерения электричеокого налряжения при помощи приборов с пьезооолупроеодникОВЫМИ преобразователями, содержаш,ие пьезоэлемент, к электродам которого подключено измеряемое эле-ктричеокое напряжение, преобразователь меха) дефор:мации в электрическую величину и указатель. Недостатками изве1стных устройств являются низкая точность и надежность из мерений и большая температурная погрешность. Целью изобретения является повышение точности и надежности измерения и уменьшение температурной погрешности. Реализация поставленной цели достигается за счет того, что преобразователь деформации выполнен в виде удли)1енной в направлении оси X 1кварцевой пластины АТ-среза, снабжепной электродами для включения в схему автогенератора и -механически жестко связанной с торцаМи упомянутого пьезоэлемента, а точки механического соединения выпол1не 1ных из одного материала пьезоэлемента и пластины резонатора расположены вдоль оси X. На фиг. 1 изображен датчи1К устройства, состояш,ий из четырех одинаковых пластин пьезоэлемента 1 с впаянными в них электродами 2 и 3, преобразователя механической деформации в электрическую величину, выполненный в виде кварцевой пластины АТсреза 4 с электрода ми возбуждения 5. Пластины пьезоэлемеита 1 о-бразуют чувствительный элемент датчика, воспринимающий и преобразующий в механическую деформацию измеряемое напряжение И-, приложенное к электродам 2 и 3. Ярмо 6 датчика крепится к основанию 7 .корпуса датчика при помощи крепежного винта 8. Датчик закрыт корпуСОМ 9. Для уменьшения температурного влияния точки механического соединения пьезоэлемента и пластины 4 выполнены из одного материала и расположены вдоль осей X. Кварцевая пластина АТ-среза с нанесенными на ее поверхности и юклЕОченными в цепь автогенератора, не указанного на чертеже, электродами возбуждения 5, механически жестко соединенная с торцами пьезоэлемента, выполняет роль резонатора и служит для преобразования механической деформации пьезоэлемента, пропорциональной измеряемому напряжению, в частоту электрических колебаний f. При приложении измеряемого 1нанряжения U к электродам 2 и 3 пластины 1 пьезоэлемента дефор:мируются вдоль оси X. Механическая деформация передается кварцевому резонатору и преобразуется с его помопгыо н

3

изменение ЧсТстоты АД,.автогенератора, не указанного на чертеже. Пластины 1 и 4 и ярмо 6 изготовлены из одного материала, и их оси совпадают по «а правлению.

Принципиальная схема частотно-цифрового киловольтметра, построенного на базе описаниого устройства, представлена на фиг. 2.

Выход генератора управляемой частоты 10 и генератора опорной частоты И подключены к двум соответствующим входам смесителя 12. Выход смесителя 12 подключен через фильтр низких частот 13 к цифровому счетчиКу 14.

Под воздействием меха-н-ического напряжения, пропорционального измеряемому электричеокому напряжению, происходит изменение резонаисной частоты Д/ кварцевого резонатора генератора управляемой частоты 10.

Генератор опорной частоты 11 настраивается на частоту генератора управляемой частоты 10.

В смесителе 12 и фильтре низких частот 13 происходит преобразование частот и выделение частоты Д/. Измереиие Д/ может быть осуществлено стандартным цифровым счетчиком.

Предмет изобретения

1. Устройство для изме рения электрического напряжения, содержащее пьезоэлемент, к электродам которого подключено измеряемое иапряжение, преобразователь деформации в электрическую величину и указатель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения, преобразователь деформации выполнен в виде удлиненной в направлении оси X кварцевой пластины АТ-среза, снабженной электродами для

включения в схему автогенератора и механически жестко связанной с торцами упомянуTOi-Q пьезоэлемента.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьщения температурной погрешности, точки механического соединения пьезоэлемента и пластины резонатора, выполненных из одного материала, расположены вдоль осей X.

J.

П aSfnossHepomoflt А-А

2-Л

X

X

X

Фиб 7