Датчик напряжения

 

1. ДАТЧИК НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий внутри вакуумнойfколбы источник электронов, отклоняющую систему в виде двух плоскопараллельных измерительных электродов и мишень, о тличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения видов измеряемого напряжения источник электронов выполнен в виде пластины, расположенной симметрично относительно измерительных электродов и ориентированной перпендикулярно к их плоскостям , а мишень выполнена в виде двух симметричных относительно источника электронов секций, каждая из которых образована набором четного количества дополнительных плоских электродов, расположенных в одной плоскости, параллельной поверхности (Л источника электронов.

! (19) 01) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3lf51), С О1 R 19/00

ОПИСАНИ ИЗОБ т Ни :

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

rtO PaWM ИЗОВ ЕТЕНИй V ОТНЯТИЙ

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3583834/18-21 (22) 26.04.83 (46) 07.09.84. Бюл. У 33 (72) Ю.А. Быстров; Е.Н. Заграничный и Ю.Ф. Радченко (71) Ленинградский ордена Ленина .электротехнический институт им. H.È. Ульянова (Ленина) (53) 621.3(088.8) (56) 1. Патент ФРГ М- 2027735, кл. 21 е 15/06, опублик. 1975.

2. Шерр С. Электронные дисплеи.

Пер. с англ. M., "Мир", 1982, с. 107 (прототип). (54)(57) 1. ДАТЧИК НАПРЯЖЕНИЯ, содеРжащий внутри вакуумной; колбы источник электронов, отклоняющую систему в виде двух плоскопараллельных измерительных электродов и мишень, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет увеличения видов измеряемого напряжения источник электt ронов выполнен в виде пластины, расположенной симметрично относительно измерительных электродов и ориентированной перпендикулярно к их плоскостям, а мишень выполнена в виде двух симметричных относительно источника электронов секций, каждая из которых образована набором четного количества дополнительных плоских электродов, расположенных в одной Я плоскости, параллельной поверхности источника электронов.

2. Датчик пои. 1, отлич аю шийся тем, что противополаж» ньФ электроды секций, расположенные

1 па одну и другую стороны от плоскос ти симметрии, параллельной плоскос1 112298

-.ям измерительных электродов, электрически соединены между .обой и снабжены выводами для включения в мостовую схе му.

Изобретение относится к технике измерения высоких напряжений, в частности для регистрации напряжения н широкой полосе частот при обеспечении гальванической развязки контроли- 5 руемой и измерительной цепей.

Известны датчики напряжения, основанные, например, на использовании делителей и включающие схемы емкостных или схемы резистивных элементов, понижающих контролируемое напряжение до величины, удобной для регистрации вторичным прибором (1) .

Недостаток таких датчиков — отсут-;15 ствие гальванической развязки силовои и измерительной цепей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является дат-. чик напряжения, содержащий внутри вакуумной колбы источник, электронов, 20 отклоняющую систему в виде двух плоскопараллельных измерительных электродов и мишень, Известный датчик представляет со25 бой электроннолучевую трубку с электростатической отклоняющей системой, к электродам которой прикладывается измеряемое напряжение. Величина это- го напряжения определяется смещением 1 электронного луча от оптической оси, 30 которое наблюдается на мишени, выполненной в виде люминесцентного экрана.

В таком датчике участок формирования луча и участок его отклонения пространственно разделены (2) .

Известный датчик позволяет визуально наблюдать форму измеряемого напряжения в широкой полосе частот, однако имеет слабую помехозащищенность и ограниченные функциональные 4О возможности. Датчик, например, не обеспечивает измерение разности потенциалов на участке цепи, находящемся ...под высоким потенциалом относитедьно заземленной точкй (катода или ано- 5 да), а также не позволяет представить получаемую инфармацию в виде выходного напряжения.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей датчика за счет увеличения видов измеряемого напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в датчике напряжения, содержащем внутри вакуумной колбы источник электронов, отклоняющую систему в виде двух пласкапараллельных измерительных электродов и мишень, источник электронов выполнен в виде пластины, расположенной симметрично относительна измерительных электродов и ориентированной перпендикулярно к их плоскостям, а мишень выполнена в виде двух симметричных относительно источника электронов секций, каждая из которых образована набором. четного количества допалнительнь1х плоских электродов, расположенных в одной плоскости, параллельной поверхности источника электронов.

Кроме того, противоположные электроды секций, расположенные по одну и другую стороны от плоскости симметрии, параллельной плоскостям измерительных электродов, электрически соединены между собой и снабжены выводами для включения в мостовую схему.

На чертеже изображена конструкция датчика с измерительной схемой.

Датчик напряжения состоит из вакуумной колбы 1, внутри которой расположен плоский подогревный источник 2 электронов, аксидное покрытие на котором нанесено .на двух его плоскостях

Металлический анод — мишень выполнен в виде двух секций, плоскости .дополнительнь (измерительных электро дов 3 и 4 которых параллельны плос кости источника электронов. Датчик

1112298

Составитель В. Гаврюшин

Редактор А. Мотыль Техред Л .Микеш Корректор И. Ó

Заказ 6452/30 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 симметричен относительно плоскости 5 симметрии. Электроды секций, находящи-, еся.по одну сторону плоскости симмет.рии, электрически соединены между собой. Измерительные электроды 6 и

i7 выполнены в виде плоских пластин, плоскости которых перпендикулярны плоскости источника 2 электронов. Выводы 8 и 9 мишени включены в мостовую измерительную схему таким обра- 10

soM что промежутки, образованные до-. полнительными электродами секций и источником электронов, образуют два плеча измерительного моста, а другие два плеча образованы, например, резисторами 10 и 11 в качестве резистивных элементов. При подаче на измерительный мост напряжения питания между электродами 3, 4 и источником электронов возникают разнонаправлен- 2п ные электронные потоки 12 и 13. Причем разность потенциалов между выводами 8 и 9 (беэ измеряемого напряжения), в этом случае может быть установлена равной нулю. 25

Измерительные электроды снабжены клеммами 14 и 15.

Датчик работает следующим образом.

При подключении измерительных электродов 6 и 7 и клеммам 14 и 15 участка цепи, на котором необходимо измерить разность потенциалов, на электронные потоки, помимо ускоряющего поля, оказывает действие электрическое поле измерительных электродов, величина которого определяется исследуемой разностью потенциалов.

Под влиянием суммарного электрического поля электронные потоки отклоняются в ту или иную сторону и приводят к перераспределению токов между дополнительными электродами 3 и 4 мишени. Согласное включение этих электродов, находящихся по одну сторону оси симметрии, обеспечивает появление на выходе датчика только полезного сигнала, величина которого коррелирована с величиной измеряемой разносТи потенциалов. Совмещение участка формирования и участка отклонения пучка в значительной степени повышает защищенность датчика от действия внешних электрических полей, а расположение секций мишени относительно источника электронов и их включение обеспечивает практически полную защищенность датчика от влияния внешних магнитных полей. Включение датчика в мостовую схему позволяет получать информацию в виде выходного напряжения при многоэлектродных секциях, однако возможно и визуальное наблюдение на люминесцирующих. дополнительных электродах.

При небольших габаритных размерах предлагаемый датчик обеспечивает высокую точность измерений при высокой чувствительности.