Вакуумметр Советский патент 1979 года по МПК G01L21/30 

1

Изобретение относится к области вакуумной техники, а именно к измерению давления разряженного гаэа, и может найти применение при создании ионизационных вакуумметров на даапазон 10 - icr® Па.

Известен вакуумметр ВИТ-1А, в котором стабилизация электродного ионизирующего тока осуществляется путем изменения накала катода преобразователя. При поддержании электродного ионизирующего тока постоянным ионный ток как сигнал давления зависит только от давления и пропорционален ему, Стабилизирующий каскад :вакууь метра представляет собой усилитель с отрицательной обратной связью, нагруженный на вторичную обмотку регулирующего трансформатора, первичная обмотка которого включена последовательно с катодом манометрического преобразователя и вторичной обмоткой накального трансформатора 1. Уменьшение эмиссии катода по какой-либо причине, например при повышенном давлении из-за охлаждения приводит к увеличению тока через трансформатор, т.е. через катод преобразователя. Недостатком известного вакуум- .

метра является относительно большое выделение тепловой энергии на стабилизирующем каскаде. Стабилизатор проектируют так, чтобы падение напряжения на низкоомной обмотке регулирующего трансформатора или выходной ра™ диолампе было в 1,5-3 раза больше напряжения накала катода преобразователя. Выделяемая на них мощность соответственно в 1,5-3 раза выше мощности накала катода. Это требует применения эффективного теплоотвода мощного радиатора на радиолампе. Именно необходимость рассеяния выделяемой в вакуу№летре энергии и прежде всего в его стабилизирующем каскаде не привела к уменьшению габаритов вакуумметра после перехода в 60-е годы от радиопамп к транзисторам. Разогрев элементов вакуумметра приводит к прогрессирующему старению их, т.е. к снижению надежности прибора. Наиболее близким к изобретению является вакуумметр, состоящий из манометрического преобразователя с накаленным катодом, усилителя ионного тока, стабилизирующего каскада на основе накального трансформатора, регулирующего и фазоинверсного транэисторов и резисторов нагрузки в цепи фаэоинверсного транзистораи автоматического смещения махала катода преобразователя 2. Целью изобретения является сниже ние потребления энергии вакуумметром повышение надежности и снижени его габаритов. Эта цель достигается тем, что в вакуумметр, содержащий манометрический преобразователь с н каленным катодом, подключенный к усилителю ионного тока и к стабилиз тору тока эмиссии катода, включгиоще му накальний трансформатор и транзистор с нагрузочным резистором и резистором смещения накала катода, н измерительный прибор, введены тиристор, включенный последовательно со вторичной обмоткой трансформатора и катодом преобразователя, и цепочка из последовательно соединенны диода и конденсатора, включенная между концам вторичной обмотки трансформатора параллельно ей, причем между диодом и конденсатором с одной стороны и катодом тиристора с другой включена усилительная цепочка из транзистора и нагрузочного ре зистора, а управлпючшй электрод тиристора подсоединен к точке эмиттер ной цепи нагрузочным резистором и транзистором, к базе которого подключен резистор смещения накала катода преобразователя. На чертеже показана принципиальная электрическая схема вакуу1«1метра Он содержит манометрический преобразователь 1, усилитель 2 ионного тока, накальный трансформатор 3. Последовательно с катодом преобразо вателя 1 включен тиристор 4, Параллельно трансформатору 3 установлены вентильный элемент Ь и конденсатор 6, соединенные послсдоватепьно так, что вместе с тиристором 4 и катодом преобразователя 1 образуют замкнутый проводящий контур. Между конденсато ром 6 и катодом тиристора 4 установ лена усилительная цепочка на основе трансформатора 7 и резистора 8, Управляющий электрод тиристора 4 соединен с эмиттером транзистора 7. В цепи базы транзистора 7 установлен .резистор 9 смещения накала катода преобразователя 1, По цепи базы транзистор 7 идет электронный эмиссионный ток катода преобразователя 1. Уменьшение тока базы как результат охлаждения или отравления катода приводит к уменьшению тока в цепи транзистора 7 и резистора 8, Падение напряжения на резисторе 8 приводит к повышению напряжения на эмиттере транзистора 7 или управляющем электроде тиристора 4 относительно его же катода. Тиристор 4 начинает раньше отпираться, На накал катода идет больший ток и его эмиссия возрастает. Тиристор 4 работает как однополупериодный вентильный элемент и открывается только в тот папупериод, когда на его анод подается положительное напряжение относительно катода. На накал преобразователя 1 подаются, |таким образом, импульсы тока, прохсдящего через тиристор 4. Установку величины стабилизируемого электронного тока производят изменением резистора 8, который делается составным - из постоянного и переменного. Предлагаемая схема вакуумметра может работат.ь с низковольтными катодами манометрических преобразователей. Это обеспечивается повышенным напряжением на усилительной цепочке, которое в любой момент времени равно сумме пикового напряжения трансформатс а 3 н текущего напряжения на тиристоре 4. В пределе - это двукратное пиковое напряжение трансформатора 3. Повышенное напряжение на усилительной цепочке обеспечивает запуск тиристора 4 при малых абсалютных напряжениях на нем - 1,5-2 В и увеличение коэффициента стабилизации эмиссии катода преобразователя 1, который пропорционален величине резистора 8. Формула изобретения Вакуумметр, содержащий манометрический преобразователь с накаленным катодом, подключенный к усилителю ионного тока и к стабилизатору тока эмиссии катода, включающему накальный трансформатор и транзистор с нагрузочным резистором и резистором смещения накала катода, и измерительный прибор, отличающийс я тем, что, с целью снижения потребления энергии вакуумметром; повышения надежности и уменьшения габаритов прибс а, в него введены тиристс, включенный последовательно со вторичной обмоткой трансформатора и катодом преобразователя, и цепочка из последовательно соединенных диода и конденсатора, включенная между концами вторичной обмотки трансформатора параллельно ей, причем между диодом н конденсатором с одной стороны и катодом тиристора с другой включена усилительная цепочка из транзистора и нагрузочного резистора, а управляющий электрод тиристора подсоединен к эмиттерной цепи между нёи:рузочным резистором и транзистором, к базе которого подключен резистор смещения накала катода преобразователя. Источники информации, принятые во . внимание при экспертизе 1.Востров Г.А, и др. Вакуумметы. Л,, 1967, с. 163-165. 2.Приборы и техника экспериента, 1961, 4, с. 99.