Прибор для измерения напряжения при помощи неоновой лампы

 

Класс 21е, Я

\, 41

tÀ w Ф ° г

Л3 16305

Ъ

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ прибора для измерения напряжения при помощи неоновой лампы.

К патенту А. И; Яковлева, заявленному 8 апреля 1928 года (заяв. свид. J% 26145).

О (выдаче патента опубликовано 31 августа 1930 года..-Действие патента распространяется на 15 лет от 31 августа 1930 года.

/ Предлагаемое изобретение касается

° прйбора для измерения напряжения при помощи неоновой лампы и состоит

/ в том, что с целью получения возможности измерения и контроля симметричности электродвижущих сил от одного вольта и выше в различных электрических цепях, в приборе применена батарея, приключенная к зажимам по., тенциометра, предназначенного подавать в цепь неоновой лампы дЬбавочное напряжение, дающее в еумме с измеряемым такое напряжение, при котором возникает свечейие лампы.

На чертеже изображена схема три бора.

К клеммам а, Ь, с подводцтся изме ряемое напряжение. Если последнее больше того, при котором светится неоновая лампа, то его следует присоединять к клеммам а, Ь, замкнутым на иотенциометр Р,. При помощи переключа ; теля E производится перемена направления измеряемой электроцвижущей . - силы. Е зажимам потенциометра Р2, Р, с двумя движками присоединена батарея- E через контакты d, е. Между движками этого потенциометра включен вольтметр V и параллельно ему неоновая чампа Я. Последовательно с неоновой лампой через переключатель /( включается источник измеряемого напряжения.

В основу действия существующих приборов для измерения напряжения при помощи неоновой лампы положено свойство свечения этой лампы при строго определенном напряжении. Напряже-— ние, при котором пампа вспыхивает (только начинает светиться), соответствует порогу ионизации газа неона, которым наполнен баллон неоновой лампы.

В существующих приборах . (напр.

Palm à) измеряемое напряжение (Xm) присоединяется к зажимам потенциометра, состоящего из определенных известных сопротивлений (В„ Л2); в провод, соединяющий ползунок потенциометра с одним из зажимов,. включена неоновая лампа так, что ее как ы шунтирует часть (В1) сопротивления потенциометра. Вместо - сопротивлений (Я, и B ) могут быть взяты два конденсатора(С„Св), один из них (С,) — переменной емкости, при чем параллельно этому последнему включается неоновая лампа. В момент свечения ее напряжение .Е, необходимое для этого как раз равно падению напряжения на части (Л,) сопротивления потенциометра, или.Ет — 4 (Bi + В2) е

- - (1) . (2}

Е,:=г В1

Внеся значение .Е, из 2-»)о.уравнения в 1-е;. получим: (В +В) 1

= g, (1+ — ) = E,. А .

-Г- . (З), где в.

A =1+ —;—

R, ) если взяты кондейсат»»р»я, то — падению на конденсаторе (С»).

При работе с такими приборами ме»кно очень точно устанавливать ползунок потенциометра или величину емкости С,,; а на границе свечения. Перед нэ иыюм свечения через неоновую лампу ток,не идет, так как ее . сопротивление (вслед.ствие- огсутствия процесса ионизации газа) равно практически бесконечноети.! ля -случая с потенциометром: !

Коэфициенты A . для обоих случаев при любых значениях В, и В2 и С, и С могут быть заранее определены для любого положения потенциметра или, емкости и С. Напряжение начала свечения Е, также легко заранее определить.

Формулы (8) для обоих случаев удут

ыми. По ним вычисляется изме: ряемое напряжение .Е . Схемы прибо-., ров, тольк ько что описанных; достаточно просты, н но они обладают следующими недостатками:

1) с ними нельзя мерить напряжение меньше напряжения Ж„р р и и котопом неоно а овая лампа начинает светитьдя, ий

2) потенциометры из сопротивлени и емкостей должны иметь плавные переходы на в всем измеряемом диапазоне.

Это сделать, черезвычайно трудно дл. и мкостей С, и С, которые должны быть возможно сделать потенциометр из большпх сопротивлений с плавными переходами. В предлагаемом приборе предпо-!

/ (Для тех моменг»»в,. когда. ползунее потенциометра ил»и переменная ем» сость. .поставлены на границе, свечения, »»ыво-. дятся расчетные фо!рмулюж, по котс рым, зная напряженивначала свечения Ж. р взятой неоновой ламии ж еонротив».»ения.

В, и В, потенц»»ометра: ж и . емкее» ей С и C), на которые замкнуто это изм.еряемое напряжейие Е моясво его вь»чв.слять .по следующим расчетнъвв формулам»

Для случая с е!мкестями.:.Я =.! !(— "+- -) ..— . ...(1/

K =., . -...Г. - - - . - -(2) . А = 1+ "........... (4) лагается использовать у»сазаиные свойства неонсвой лампы и устранить вышеизложенные недостатки описанных приборов.

Возможность измеуен»»я маленьких напряжений, согласно изобретению, достигается тем, что к небольшому измеряемому напряжению Г последовательно/.присоединяется напряжение »/ от местной батареи Я через потенциожцзтр

Р, и Р, благодаря чему сумма напряжений. .Е- -т = .Е,..... Д..

Из 5 уравнения определяется напряжение по формуле: .Е =E,— V .....:(6).

Величину добавочного напряжения k от батареи Е мы видим на вольтметре Г величина Е, должна быть определен заранее. Если определения величинь» Б, не сделано ззранее, то это легко оде: лать благодаря конструкции всего при и

/ бт т

3 и бора. Для этого.-надоо ползунок потен". -циометра Р, поставить на йулевое по,.ложение (на: чер(геже верхний контакт слева) и" изменять .йолоЖение ползунков ротенциометра Р . и- ÐE. до. тех пор, пока лампа не вспйхнет. Этот момент и соответствует пброгу ионизации газа неона в лампе.:Напряжение, соответ. "ствующее моменту зажигания лампы,, отсчитывается по вольтметру V. При измерении напряжений, больших, . чем напряжение Ж„необходимо применять.

1, потенциометры, - которые могут быть выполнены как:из ;сопротивлений, так

1 и из емкостей. На;. чертеже изображен потенциоиетр из сопрОтивлений порядка

:-/ /

I E а/а

1 ,Потпонпиометр ив поп рот и- Поте ициоматб

-влений

1 а

1

Согласно формуле (3) имеем;.

/ из емкостей

1, 1

Е„= E (1+ — ).; .. ° (7) : Но.Em по пормуле (6) равен. 1 т

E =E,— V (6). и л. ним что т

Внеся значение Em из выран.вния (6) в (7) о у

Ъ !

".;..Еъ=.(Ж; — V) (1+ — )=т((E,— V),.,8 i E„,=(E,— Г)(1+о ) =(Л-.- V) А:.;.8-

С,1

1 свечения неонбвой лампы. нужен ток -: порядка 3 — 4 миллиампер без добавоч- . ного сопротивлейия и -порядка- микроампер с большим сопротивлением,- вклю ченным последовательно с неоновой лампой.

Ilpeдмет патента.

1. Прибор для измерения напряжения..; при, помощи неоновой лампы; характе-.. ризующийся применением- батареи Х,,; приключенной к зажимам потейцио- мвтра Р„ Рэ предназначвнного подавать в цепь неоновой лампы добавочное йа- : пряжвние, дающее в сумме с,измеряе-.мым напряжение, при.,которой воен кает свечение лампы.

I

:/ (1!

Формулы (8) в будут расчетными. По ним вычисляется .измеряемое напряже-, ние .Е„ . °; .- /

Переключатель Х-поставлен для пврвмейы направления проводов, 1)душих QT измеряемого напряжения к йеоновой / лампе. Э го- сделано с целью котроля г-, / ( симметричности .измеряемого напряже- ния.:,Знать симметричность тсва во мно- тих, случаях . необходимо, например,, . в различных выпрямителях, модуляцион-

/и. ных установках на радиовтанциях, при -( исследовании. магнитных полеи и т. д.

До сих пор этоудавалосьсделать только (j ,, с помощью - осциллографа. /,: ПрейпатаЬмый прибор о неоновой лампой:являетвя прибором почти эле- ктрическим, такт как для минимального

/..

"в

20,000 ол(, позволяющий пропускать ток цриблизителяно 50M. -, Иначе говоря, к таком ). потенциомвтру мы можем подводить напряжение до 1000,вольт и из-. мерять его. -Возможность прибавления к измеряемому йапряжению добавочное напряжение от местной бата еи позво- .

1 ляет сделать потенциомвтр —., екачко- образнь|й, что конвчйо амебт громадное преимущество, так . как его:сделать просто, с плавными же переходам/и потен-." циомвтр на 20.000 оти сделать совер- . шенно н)ввозможно;

Расчетные формулы для определения ) ; измеряемого напряжения Х„, если. оно больше Ж„выводятся так:, ( I

А. Ж

1 и ( (/ . I ..

Типография Первой Артели Советский Печатник Моховая 40. ( ( (C

Ф, 3. В охарактеризованном в п. 1(при- ., боре применение потенциометра Р, / предназначенного для измерения напря-. . жений, больших напряжейия свечения неоновой лампы. ( ..Форма выполнения охарактеризованного в п.п. 1 и 2 прибора, отличающаяся применением переключателя E;предназначенного для контроля симметричности измеряемого напряжения.