Индикатор постоянного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G01R19/14 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при контроле и измерении постоянного напряжения любой полярности. Известно устройство измерения нап ряжения и тока, содержащее преобразователь измеряемого параметра в перемещение, выполненный в виде биморф ной пьезоэлектрической диафрагмы с жестким центром, дифференциальный струнный преобразователь силы в час тоту и блок регистрации 1. Устройство имеет низкую устойчивость к внешним механическим и температурным воздействиям, сложную конструкцию, низкую технологичность высокую стоимость. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является индикатрр постоянного напряжения, содержащий преобразователь напряжения в давление воздуха, размешенного внутри герметичного корпуса, капиллярный отсчетный блок, связанный с к пусом по замкнутому контуру и запол ный окрашенной жидкостью, прозрачную крышку со шкалой и указателем по гр нице столбика окрашенной жидкости ( Недостаток известного устройства связан с неустойчивостью к внешним механическим и температурным воздействиям, обусловливающей существенную дополнительную погрешность измерения. Кроме того известное устройство нечувствительно к знаку контролируемого напряжения. Цель изобретения - обеспечение чувствительности индикатора к полярности измеряемого напряжения и повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в индикаторе постоянного напряжения, содержащем преобразователь напряжения в давление воздуха, размещенного внутри герметичного корпуса, капиллярный отсчетный блок, связанный с корпусом по замкнутому контуру и заполненный окрашенной жидкостью, прозрачную крьлшку со шкалой и указателем по границе столбика окрашенной жидкости, упомянутый преобразователь напряжения в давление воздуха выполнен пьезоэлектрическим, отсчетный блок синтезирован в виде спиральной канавки, а одна из стенок корпуса изготовлена из эластичного материала и снабжена регулировочным винтом, причем корпус разделен упругой мембраной пьезоэлектрического преобразователя на две части с равными воздушными объемами, а спиральная канавка заполнена окрашенной жидкостью в пределах одно го витка. На чертеже изображен общий вид индикатора постоянного напряжения. Индикатор содержит биморфный пьезоэлектрический преобразователь 1, у ругая мембрана 2 которого делит герметичный корпус на две части с равными воздушными объемами 3, 4 и закреплена в нем с помощью резиновой прокладки 5 и шайбы 6 с отверстием связи 7 воздушного объема 4 и спиральной канавки 8 капиллярного отсчетного блока. Другой конец спиральной канавки 8 непосредственно связан с воздушным объемом 3, образуя замкнутый кон тур. Спиральная канавка 8 жидкостного отсчетного блока выполнена на пла тине 9 и заполнена в пределах одного витка окрашенной термостойкой жидкостью 10 с максимальным отношением силы поверхностного натяжения к ее вязкости. Пластина 9 герметично зайрыта прозрачной крышкой И со шкалой 12 и ук азателем 13 по границе столбика окрашенной жидкости. Стенка 14 воздушного объема 4 выполнена из эластичного материала, например, jseЗИНЫ, и поджата регулировочным винтом установки нуля 15, ввернутым в заднюю стенку 16. Для сборки конструкции служат четыре винта 17. Устройство работает следуюшим образом. При отсутствии измеряемого напряжения воздушные объемы 3, 4 герметичного корпуса одинаковы и указатель 13 по границе столбика окрашен ной жидкости 10, заполняющей виток спиральной канавки 8 капиллярного отсчетного блока, устанавливается на нуль шкалы 12 за счет незначитель ного изменения воздушного объема 4 прогибом стенки 14. Прогиб осуществляется с помощью регулировочного вин та установки нуля 15, а именно перемещением винта относительно задней стенки 16. Заливка одного витка спиральной канавки 8 окрашенной термостойкой жидкостью 10 позволяет исключить зависимость показаний индикатора от его положения в пространст - . Канавка 8 может иметь любую замкн тую форму, что позволяет получить не только круглые шкапы, но и прямоугол ные, квадратные, зигзагообразные, линейчатые и т.п.., Использование в инлшксГгоре окрашенной термостойкой жидкости 10с максимальным отношением силы поверхностного натяжения к ее вязкости поз воляет добиться оптимального соотношения быстродействия, четкости менис ка указателя 13 и стойкости к температурным воздействиям. Выполнение замкнутого контура,об-, разованного воздушными объемами 3,4 герметичного контура и спиральной каСавкой 8 капиллярного отсчетного блоа, по дифференциальной схеме дает возможность компенсировать влияние внешних механических и температурных воздействий на показания индикатора. Герметичность корпуса обеспечивается с помощью резиновой прокладки 5, шайбы б, а также путем поджатия крышки 11, пластины 9, упругой стенки 14 и задней крышки 16 четырьмя винтами 17. При подаче измеряемого напряжения на биморфный пьезоэлектрический преобразователь 1 под действием механических напряжений, возникающих в нем, упругая мембрана 2 прогибается в ту или иную сторону в зависимости от знака приложенного напряжения, увеличивая давление в одном воздушном объеме и { меньшая его в другом. Давление из объема 4 через отверстие связи 7, а давление из объема 3 - непосредственно, передаются в спиральную канавку 8 на пластине 9. Таким образом, разность давления : в воздушных объемах 3, 4 герметичного корпуса заставляет перемещаться жидкость 10 и, следовательно, указатель 13 относительно шкалы 12 на прозрачнойкрышке И пропорционально приложенному напряжению и в направлении, определяемом его знаком. Формула изобретения Индикатор постоянного напряжения, содержащий преобразователь напряжения в давление воздуха, размещенного внутри герметичного корпуса, капиллярный отсчетный блок, связанный с корпусом по замкнутомуконтуру и заполненный окрашенной жидкостью, прозрачную крышку со шкалой и указателем по границе столбика окрашенной жидкости, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения чувствительности к полярности измеряемого напряжения и повышения точности измерения, преобразователь напряжения в давление воздуха выполнен пьезоэлектрическим, отсчетный блок, синтезирован в виде спиральной канавки, а одна из, стенок корпуса изготовлена из эластичного материала и снабжена регулировочным винтом, причем корпус разделен упругой мембраной пьезоэлектрического преобразователя на две часТи с равными воздушными объемами, спиральная канавка заполнена окрашенной жидкостью в пределах одного витка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 461382, G 01 R 19/26, 1972. 2.Патент Великобритании 1487068, кл. G IV, 1973.