Устройство для получения тока Советский патент 1977 года по МПК H01L41/00 

1

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для получения как постоянного тока, так и тока низкой частоты, в частности может быть использовано в устройствах для поверки электрометров.

Известны устройства для получения тока, содержащие генератор пилообразного напряжения и дифференцирующий конденсатор.

Их общим недостатком является невысокая точность получения весьма малых значений постоянного тока (менее ). Это вызвано паразитными токами, гнерируемыми изоляторами, входящими в состав дифференцирующего конденсатора и устройства сочленения его со входом поверяемого электрометра, а также наличием космического излучения и радиоактивности конструкционных материалов. Наиболее точно оценить величину погрещности, вносимой последними в величину получаемого тока, можно только экспериментальным путем. Однако его осуществление затруднено ввиду ограниченности времепи непрерывной поверки электрометра, определяемого длительностью участка пилообразного напряжения, на котором обеспечивается необходимое постояпство скорости изменения напряжения. Кроме того, эти устройства не позволяют получать точные значения токов низких и инфранизких частот.

2

Известно также устройство, содержащее пьезокварцевые пластины и механизм их плавного механического нагружения. Механизм нагружения выполнен на основе электродвигателя с системой кинематической передачи и рычагов.

Однако это устройство не позволяет получить длительное линейно-изменяющееся во времени давление на пьезоэлемент, поэтому постояиное значение выходного тока поддержи- вается ограниченное время. Кроме того, двигатель создает вибрации, из-за которых к пьезокристаллу прикладываются дополнительные переменные давления, являющиеся причиной

возникновения неконтролируемых токов. Все это ограничивает точность известного устройства, не дает возможности поверки измерителей весьма малых постоянных токов (менее 10 А) и позволяет получать токи низких

и инфранизких частот.

Для повыщения стабильности во времени значений постоянного тока, а также получения тока низкой частоты в предлагаемом устройстве система механического нагружения выполнена, например, в виде рычал ной и связана с электродами электролизера.

На чертеже схематично представлен один из возможных вариантов конкретного выполнения предлагаемого устройства, используемого для поверки электрометра.

К источнику стабилизированного тока 1 подключены электроды 2 и 3, помещенные в электролизер 4. Электроды соединены с рычагом 5, воздействующим на кристалл пьезокварца 6. Выходной ток пьезокварца подводится к электрометру 7.

Устройство работает следующим образом.

Ток /, величина которого поддерживается по€Т10яННой автоматически стабилизатором 1, поступает на элект1роды 2 и 3 электолизера 4. Масса электродов три этом изменяется пропорЩионально заряду, прошедшему через электролит, В ооответствии с зако-ном: АI.t

Д/п

В

где Ад1 - количество вещества, на которое изменилась масса электрода за время Ai; / - величина тока, протекавшего при

этом через электролит; А - атомный вес вещества электрода; В - валентность этого вещества; F - число Фарадея.

Изменение маосы электродов с помощью рычага 5 преобразуется в линейно-изменяющуюся во времен.и силу, оказывающую растягквнющее ил;и сжимающее воздействие на кристалл 6. При этом ток i, генерируемый кристаллом кварца, ориентированным определенным образом в осях X, У, Z (срез X), равен:

j - dn dng j аМаВР

т. е. i С-/,

где а, в - размеры кристалла кварца соответственно ло осям X, У; dii - постоянная пьезокварца; АР у-сжимающее или растягивающее усилие, прикладываемое к пьезокварцу по оси У, равное Amg; g - ускорение свободного падения.

Постояи1ые А, В, g, F известны с высокой стеценью точности, постоянные а, в, йц также могут быть определены достаточно точно.

Таким образом, так i может быть задан весьма точ.но. К тому же ясно, что время -непрерывного получения тока i может превыщать несколько суток при сохранении требуемой точности поддержания его величины, та-к как это абеопечивается постоянством тока электролизера /.

Использование электродов электролизера в составе механизма плавного нагружения пьезокристаллов позволяет:

резко увеличить Время непрерывного получения требуемых величин постоянных токов от нескольких минут до нескольких суток, огганичи ваемое яишь особенностями исполнения электр1ол изер а;

повысить точность получаемых значений токов, обеспечиваемую устранением из механизма плавного нагружения электродвигателя, создающего виброшумы;

оба эти эффекта в свою очередь обеспечивают возможность Получения более низких значений токов (до и менее);

легко переходить от хорощо разработан1ГЫХ мер больщих величин токов / к сверхмальш токам i, что отвечает классическим критериям .построения метрологических схем; Получать токи низких и инфранизких частот;

уПр ОСТИТЬ -КОНСТр у КЦИЮ.

Формула изобретения

Устройство для получения тока на основе пьезоэффекта, содержащее пьезоэлементы и систему их механического нагружения, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности значений ;постоянного тока во времени, а также получения тока низкой частоты, истема мехаяического нагружения выполнена, например, в виде рычажяой, и связана с электродами электролизера.