Устройство для измерения малых по величине кратковременных токов в цепях с большими нормальными токами Советский патент 1950 года по МПК G01R19/00 G01R15/08 

Изобретение относится к устройствам для измерения малых по величине кратковременных токов в цепях с большими нормальными токами, например для измерения остаточных токов выключателей, обратных токов выпрямителей и т. п. Известные устройства подобного рода с использованием низкоомных шунтов и усилителей постоянного тока с большим коэффициентом усиления имеют существенные недостатки. Идуктивность низкоомных шунтов остается достаточно высокой по сравнению с активным сопротивлением, что вносит ошибки в измерения как фазовые, так и амплитудные. Усилители постоянного тока с большим коэффициентом усиления (порядка 10000) имеют плохую частотную характеристику и при таком большом коэффициенте усиления сказываются посторонние помехи, даже при малых уровнях их сигналов. Кроме того, эти схемы требуют обязательного заземления высоковольтной цепи, что технически не всегда приемлемо.

В описываемом устройстве достигнуто существенное устранение указанных недостатков и повышение точности измерений, применением магнетрона с ассиметричными электродами, обладающего пологой характеристикой, управляющие обмотки которого включены в цепь исследуемого тока, а к анодной цепи приключен измерительный прибор.

На чертеже изображена принципиальная схема описываемого устройства. Оно выполнено в виде магнетрона, имеющего плоские электроды: кольцевой (незамкнутый) анод А и катод К. Катод / расположен асимметрично по отношению к аноду А. Оболочка /, окружающая электроды, расположена внутри изоляционного цилиндра 2, на поверхности которого намотана катушка 3. На внутренней поверхности цилиндра 2 имеются два изолированных друг от друга кольцевых (незамкнутых) экрана 4 и 5 из парамагнитного материала. Внешний экран 4 заземляется, а внутренний кран 5 соединяется с анодом. Тем самым создается полная экранировка магнетрона от внешних электростатических полей, а также предотвращается попадание емкостных токов в его измерительную цепь.

№ 91035

При замыкании анодной цепк магнетрона по ней потечет ток, определяемый при данной э.д.с внз-тренним сопротивлением магнетрона и нагрззочным сопротивлением 6. При пропускании через катушку 3 переменного тока магнитное поле катушки по мере увеличения тока будет нарастать, что вызовет искривление пути электронов и увеличение внутреннего сопротивления, магнетрона. Последнее приведет к уменьшению тока, протекающего через сопротивление 6.

При определенном критическом значении тока в катушке 3, сила магнитного поля достигнет критической величины, электроны не будут попадать на анод и прохождение тока через магнетрон прекратится. При дальнейшем росте тока до максимума и снижении его до критической величины никаких изменений во внешней цепи происходить не будет и ток в сопротивлении 6 останется равным нулю. При снижении тока катушки 3 ниже критической величины ток в сопротивлении 6 опять начнет нарастать и достигнет максимума при проходе тока катушки 3 через нуль.

Таким образом, в определенном диапазоне ток, протекающий через сопротивление 6, а следовательно, и напряжение на этом сопротивлении находятся в определенной зависимости от мгновенного значения тока, протекающего через катушку 3. Если катушку 3 включить в цепь.испытуемого выключателя или выпрямителя, то в сопротивлении 6, включенном в анодную цепь, будут действовать напряжения, находящиеся в зависимости от мгновенных значений тока, протекающего через выключатель или выпрямитель.

Для регистрации этих токов в определенном масштабе на катодном осциллографе достаточно подать сигнал с сопротивления 6 на усилитель 7 постоянного тока. При надлежащем выборе всех параметров прибора удается получить изменение напряжения на сопротивлении 6 порядка 0,1-0,2 8 иа 100 мка тока в катушке 3, что позволяет применить усилитель с коэффициентом усиления 20-50.

Для получения симметричной кривой и улучщения чувствительности вблизи нуля тока в области расположения магнетрона целесообразно создавать с помощью вспомогательной катущки 8 компенсационное магнитное поле определенной, величины.

Предмет изобретения

Устройство для измерения малых по величине кратковременных токов в цепях с большими нормальными токами, например для измерения остаточных токов выключателей, обратных токов выпрямителей, и т. п., отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в нем применен магнетрон с асимметричными электродами, обладающий пологой характеристикой, управляющие обмотки которого включены Б цепь исследуемого тока, а к анодной цепи приключен измерительный прибор.