Устройство для измерения тока Советский патент 1981 года по МПК G01R19/00 G01R15/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА

I

Изобретение о-йносится к измерительной технике и может быть использовано в метрологии в качестве образцового метрологического средства для аттестации измерителей тока.

Известно устройство для измерения напряжения и тока, содержащее пьезокристалл с электродами, к которым подключено измеряемое напряжение, щ еобразователь деформации в измеряемую величину и указатель l.

Недостатком указанного устройства является невысокая точность измерения, обусловленная малой чувствительностью за счет внешнего воздействия напряжений на пьезоэлемент и значительной температурной погрешностью.

Известно также устройство для измерения тока, содержащее пьезопреобразователь.измеряемого параметра в частоту электрического сигнала, регистратор частоты и электронный возбудитель, причем пьезопреобразователь выполнен в виде рамки, на боковых

поверхностях которой нанесены электроfjfji, электрически не связанные между собой, одни из которых подключены к входу устройства, а другие - к входу электронного возбудит.еля 2.

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая точность измерения, обусловленная малым коэффициентом преобразования, поскольку измеряемый параметр воздействует

10 на наружные электроды.

Целью изобретения является повышение точности измерения тока.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве дпя; измерения тока,

15 содержащем преобразователь тока в частоту, выполненный ввиде плоского пьезокристалла с нанесенными на обе стороны электродами, электронный воз будитель и регистратор частоты,

20 вход электронного возбудителя подключен к электродам, а выход - к регистратору чаЬтоты, в пьезокристалле ориентированно относительно его оси силочастотнои чувствительности выполнены токопроводящие каналы, между Которыми на поверхности пьезокрис талла расположены электроды один под другим, одни концы токопроводящих каналов служат входами измеряемого тока, а другие - выходами измеряемог тока. На.чертеже показаны структурная схема предлагаемого устройства и вид преобразователя тока в частоту сбоку Устройство содержит преобразователь тока в частоту, выполненный в виде пьбзокристалла 1, токопроводящи каналы 2 и 3, локализованную зону 2 пьезоэлектрических колебаний, электроды 5 и 6, пьезопреобразователь 7 тока в частоту, электронный воз.будитель 8, регистратор 9 частоты, источник 10 измеряемого тока, концы 11-14 токопроводящих каналов, контрольный шунт 15. Между токопроводящими каналами 2 и 3 под электродами 5 и 6, располо жена локализованяая зона 4 пьезоэлектрических колебаний. Пьезокристалл 1 с локализованной зоной 4, электродами 5 и 6 и токопроводящими каналами 2 и 3 образуют преобразователь 7. Работа предлагаемого устройства основана на явлении механического взаимодействия проводников с током и силочастотном эффекте вибрирующего пьезокварцевого преобразователя. В пьезокристалле 1 пьезопреобразователя 7, в локализованной зоне 4 с помощью возбудителя 8 возбуждаются пьезоэлектрические толщинносдвиговы колебания. От источника 10 по, каналам 2 и 3 пропускается измеряемый ток. Каналы 2,3 под действием протекающего по ним тока ( в противоположных направлениях), стремятся оттолкнуться, создают отталкивающую силу, которая вызьшает в зоне 4 механическое напряжение растяжения. В силу действия силочастотного эффекта, под действием силы, возбуж денной проводниками с током, в зоне 4 частота пьезоэлектрических колеба ний увеличивается. Электрический сигнал с увеличенной частотой колебания снимается с возбудителя 8 и фиксируется на реги страторе 9, который отградуирован в единицах тока. На время метрологических измерений (метрологической аттестации устройства/ на концы 11, 12 каналов 2, 3 подключается источник эталонного тока, а шунт 15 подсоединяется к измерителю эталонного тока, показания измерителя эталонного тока сравниваются с показаниями регистратора 9, после сличения их показаний определяется точность устройства. Пьезокристалл 1 преобразователя 7 обладает высокой добротностью (1 5 10 что определяет стабильность его параметров. Выполнение каналов 2, 3 в пьезокристалле 1 не снижает его добротности, поскольку они внедряются внутрь монокристалла 1 в процессе кристаллообразования. Располагая каналы 2, 3 и зону 4 ориентированно относительно оси силочастотнои чувствительности, а также помещая зону 4 между каналами 2, 3 в непосредственной близости от нее, получаем значительный коэффициент преобразования тока в частоту при высокой стабильности парамет р ров, что обеспечивает высокую точность измерения. Предлагаемое устройство обеспечивагт повышение точности измерения тока, технологичности метрологической аттестации устройства, чувствительности преобразования тока в частоту за счет обеспечения возможности ориентированного пропускания измеряемого тока через монокристалл пьезокварцевого преобразователя. Формула изобретения Устройство для измерения тока, содержащее преобразователь тока в частоту, выполненный в виде плоского пьезокристалла с нанесенными на обе стороны электродами, электронный возбудитель и регистратор частоты, вход электронного возбуждения подключен к электродам, а выход - к регистратору частоты, отличающееся тем, что, .с целью повышения точности, в пьезокристалле ориентировано относительно его оси силочастотнои чувствительности выполнены токопроводящие каналы, между которыми на поверхности пьезокристалла расположены электроды один под другим.

одни КОН11Ы токопрсводящих каналов служат входом измери -. льного тока, а другие - выходом- измеряемого тока

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

8794846

2.Авторское свидетельство СССР 608359, кл. G 01 R 19/26, 1976 (про5 тотип).