Ламповый вольтметр Советский патент 1942 года по МПК G01R19/00 G01R17/16 

Преимуществами ламповых вольтметров перед другими типами вольтметров переменного тока являются их высокое входное сопротивление и малая зависимость показаний от частоты измеряемого напряжения. Однако ламповым вольтметрам присущи и недостатки.

Во-первых, на градуировку прибора влияет напряжение питания, поэтому все вольтметры обычно снабжаются выведенными наружу органами управления (ручками потенциометров) для установки электрического нуля гальванометра или стабилизаторами напряжения, что, однако, не избавляет от необходимости снабжать приборы потенциометрами установки нуля, выведенными наружу.

Во-вторых, градуировка зависит от парамегров ламп, следовательно, приходится производить переградуировку прибора по мере старения ламп.

Предлагаемый ламповый вольтметр не имеет этих недостатков и в то же время обладает всеми достоинствами ламповых вольтметров других типов. Он не требует наружной установки нуля, так как схема вольтметра обеспечивает сохранение стабильного нуля при тех колебаниях напряжения сети, питающей прибор, которые обычно встречаются в практике. Наряду с этим в приборе предусмотрен простой способ подгонки шкалы, которым может пользоваться сам потребитель в случае, если после некоторого срока работы лампа изменила параметры. Но предлагаемая схема вообще сводит до минимума влияние параметров лампы на градуировку прибора.

Как и в некоторых известных ламповых вольтметрах, в предлагаемом вольтметре применено детектирование измеряемого напряжения при помощи диода и последующее усиление трехэлектродной лампой, анодная цепь которой для компепсации начального тока гальванометра выполнена в виде моста. С целью стабилизации режима вольтметра на сетку усилительной лампы подается напряжение смещения, представляющее собой сумму падения напряжения на сопротивлении, включенном в цепь катода лампы, и части напрял ения на той диагонали

№ 61680. 2 -

моста, которая включена между минусом анодной батареи и гальванометром.

Схема вольтметра представлена на чертеже.

Комбинированная электронная ламла типа диод-триод или типа двойной диод-триод включена в одно из плеч моста постоянного тока последовательно с сопротивлением Re. При отсутствии измеряемого напряжения на входных зажимах прибора мост должен быть сбалансирован при некотором небольшом отрицательном потенциале на сетке, который соОбщается сетке через сопротивления , Яз и Як,. Величина смещения сетки выбирается такой, чтобы рабочая точка лежала на прямолинейном участке анодной характеристики лампы и тЬк сетки отсутствовал. Балансировка моста производится потенциометром R, меняющим величину смещения сетки.

При подаче на вход вольтметра измеряемого напряжения последнее будет детектироваться диодной частью лампы, в результате чего на сопротивлениях Ri, Rs, и /) возникает выпрямленное напряжение, которое при достаточно больших величинах этих сопротивлений будет практически равно пиковому значению напряжения, приложенного к зажимам прибора.

Выпрямленное напряжение подается через фильтр, состоящий из высокоомного сопротивления Rw и конденсатора Са на сетку триода лампы и понижает потенциал сетки, вследствие чего сопротивление лампы постоянному току возрастает, баланс моста нарущается, и гальванометр отмечает наличие тока, который является функцией величины приложенного напряжения.

Подбором величин сопротивлений /,- и RQ можно поставить лампу в режим, при котором градуировка прибора будет мало зависеть от ее параметров, и баланс моста не будет нарущаться при изменениях напряжения питания в довольно широких пределах. Это устраняет необходимость переградуировки прибора при смене ламп и делает ненужным снабжение прибора наружной установкой нуля (потенциометр 4) в случае, если прибор питается через выпрямитель от сети, напряжение которой непостоянно.

Само собой разумеется, на сетку лампы можно подавать любую часть выпрямленного напряжения, что дает возможность расширить пределы измерений прибора. В этом случае, т. е. если прибор должен быть многошкальным, между точками А и В схемы ставят ряд высокоомных сопротивлений соответствующей величины, включаемых последовательно, и между ними ряд небольших потенциометров, позволяющих производить плавную регулировку напряжения, подаваемого на сетку. Потенциометры служат для точной подгонки щкал прибора и делают ненужной переградуировку при смене ламп.

Предлагаемый вольтметр по принципу своего действия является измерителем пиковых величин приложенного напряжения; если форма волны измеряемого напряжения известна, прибор можно поградуировать на эффективное значение напряжения.

Конденсатор Сз, показанный на схеме, служит для блокировки сопротивлений R и 5 от постоянной составляющей измеряемого напряжения. При отсутствии постоянной составляющей от этого конденсатора можно отказаться, тогда испытуемое напряжение может подаваться между верхним зажимом прибора и корпусом (землей).

На Схеме Ri, Ri, Rz обозначают сопротивления, включенные в цлечи моста, а Ci - конденсатор на входе.

Предмет изобретения

Ламповый вольтметр с детектированием при помощи диода и с последующим усилением на одной трехэлектродной лампе, в котором для компенсации начального тока гальванометра применена мостовая схема, отличающийся тем, что, с целью стабилизации режима вольтметра на сетку усилительной лампы подано напряжение смещения, представляющее собой сумму падения напряжения на сопротивлении, включенном в катод лампы, и части напряжения на той диагонали моста, которая включена между минусом анодной батареи и гальванометром.

«г

/