Электростатический вольтметр Советский патент 1983 года по МПК G01R5/28 

(54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ВОЛЬТМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в электроустановках высокого напряжения.

Известен электростатический вольтметр, содержащий, неподвижные электроды и подвижный электрод - струну, включенный в одно из плеч тензометрического моста 1.

Недостатком этого устройства является непригодаость для измерения высоких напряжений (более 1000 В) ввиду возникновения коронного разряда и невысокой механической прочности струны.

Известен электростатический вольтметр, содержащий неподвижные и заземленный подвижный электроды, размещенные в диэлектрическом корпусе, причем подвижный электрод соединен с крылом успокоителя и подвижной частью отсчетного устройства и укреплен на растяжках 2.

Недостатком известного вольтметра является низкая виброустойчивость, обусловленная креплением подвижной части на растяжках, а также низкйя точность из-за визуального отсчета результатов измерений.

Цель изобретения - повышение виброустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в электростатический вольтметр, содержащий диэлектрический корпус с размеще1шыми в нем неподвижным и заземленным подвижным электродами и упругим элементом, введены четыре тензодатчика, тензометрический мост и п пористых накладок, упругий элемент выполнен в виде полого тела вращения с криволи10нейной образующей, расположен между основанием корпуса и подвижным электродом и герметично соединен с ними, а на его боковой поверхности выполнено п щелей, на которых размещены пористые накладки, при этом

15 первые два тензодатчика включены в одну пару симметричных плеч тензометрического моста и расположены на внутренней поверхности упругого элемента, а вторые два тензодатчика включены в другую пару симметричных плеч

20 моста и расположены на внешней, поверхности упругого элемента.

На фиг. 1 изображен электростатический вольтметр, разрез; на фиг. 2 - схема вкяю399чения тензодатчиков в плечи тензометрического моста; на фиг. 3 - развертка упругого элемента. , Электростатический вольтметр содержит (фиг. 1) диэлектрический корпус 1, неподвижный электрод 2, заземленный подвижный электрод 3, упругий элемент 4, выполненный в виде полого тела вращения с криволинейной образующей, на внутренней стороне которого наклеены тензодатчики 5 и 6, а на наружной тензодатчики 7 и 8, с клеммами 9-12, соответственно. На боковой поверхности упругого элемента 4 выполнены п щелей 13, закрытых пористыми накладками 14. Клемма 15 заземления и высоковольтный ввод 16 являются входны1у1И клеммами устройства. В одну пару симметричных плеч тензометрического моста 17 включены тензодатчики 5 и 6, расположенные на внутренней поверхности упругого элемента 4, а в другую - тен зодатчики 7 и 8, расположенные на его внешней поверхности. Тензометрический мост 17 включает также балансировочный резистор 18 и выходные клеммы 19, к которым подключается нагрузочный резистор 20 измерительного црибора. Тензометрический мост 17 питается от низковольтного источника 21. Устройство работает следующим образом. При,,подаче контролируемого высокого напряжения на неподвижный электрод 2, подвиж ный электрод 3 притягивается к нему и смещается на определенное расстояние. При этом растягивается упругий элемент 4 (происходит выпрямление изогнутых боковых стенок и сужение щелей 13). Проволока тензодатчиков 5 и 6, накленных на внутреннюю поверхность упругого элемента 4, вытягивается, что приводит к увеличению их сопротивлений (Rj + + ДЯ), а проволока датчиков 7 и 8, накленных на его внещнюю поверхность, укорачивается, что приводит к уменьшению их сопро тивлений (Rj - ЛВ). Разбаланс моста приводит к . появлению сигнала на сопротивлении 20, который пропорционален измеряемому вы сокому напряжению. Включение датчиков по схеме, представленной на фиг. 2, обеспечивает высокую чувствительность моста и устраняет температурную погрешность. С помощью балансировочного резистора 18 устанавливается нуль прибора. Расположение тензодатчиков под заземленным электродом устраняет навод ки на измерительную цепь со стороны высоковольтного неподвижного электрода 2. При быстром изменении измеряемого напря жения пористостью накладки 14 не позволяют воздуху быстро перетекать из внутреннего объема, образованного упругим элементом 4, крепленным на нем подвижном электроде 3, и основанием корпуса 1, в полость корпуса 1 и обратно. Это приводит к демпфированию колебаний подвижного электрода 3. Упругий элемент 4 может быть изготовлен из прямоугольной заготовки (фиг. 3), выполненной из фольги упругого металла, на которой делают щели 13 и на внещнюю и внутреннюю поверхность которой наносят тензодатчики 5-8. Необходамую форму придают термообработкой. Количество щелей 13 определяет степень демпфирювания устройства и его чувствительность. Предлагаемый электростатический вольтметр позволяет с высокой точностью контролировать высокое (более 1000 В) постоянное и переменное напряжение и обладает при этом высокой виброустойчивостью. Это становится возможным благодаря вибропрочному выполнению подвижной части, обеспечивающему, одновременно, совместимость с цифровым выходным блоком, что, в свою очередь, позволит использовать предпагаемый электростатический вольтметр в составе информационно-измерительных систем. В то же время данный вольтметр отличается простотой конструкдии и изготовления. Формула изобретения Электростатический вольтметр, содержащий диэлектрический корпус с размещенными в нем неподвижным и заземленным подвижным электродами и упругим элементом, отличающийся тем, что,, с целью повышения виброустойчивости, в него введены четыре тензодатчика, Тензометрический мост и п пористых накладок, упругий элемент выполнен в виде полого тела вращения с криволинейной образующей, расположен между основанием корпуса и подвижным электродом и герметично соединен с ними, а на его боковой поверхности выполнено п щелей, на которых размещены пористые накладки, при этом первые два тензодатчика включены в одну пару симметричных плеч тензометрического моста и расположены на внутренней поверхности упругого элемента, а вторые два тензодатчика включены в другую пару симметричных плеч моста и расположены на внещней поверхности упругого элемента, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №266928, кл. G 01 В 5/32, 01.04.70. 2.Векслер М. С. Измерительные приборы с электростатическими механизмами. Л., Энергия, 1974, с. 69-71.