Способ увеличения чувствительности гальванометра осциллографа или иных измерительных приборов

 

Класс 21а, 71;

2t 7— % 4393

ЙВ7ОРСИОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО ИА И3%РЕТЕНИЕ

ОПИСЯНИЕ способа увеличения чувствительности гальванометра осциллографа или иных измерительных приборов.

К авторскому свидетельству И. А. Городинского, заявленному 16 июля

1932 года (спр. о перв. Ж 112689).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1935 года. (254) В существующих типах измерительных приборов для регистрации различных быстро меняющихся величин, например, в гальванометрах осцилллографов величина погрешности обусловливается: собственной частотой подвижной си- стемы прибора. Для уменьшения погреш- I ности необходимо стремиться к увели- чению собственной частоты измерителя, с тем, чтобы она возможно больше пре- . вышала частоту исследуемого процесса.

Однако, увеличение собственной частоты прибора снижает его чувствительность,, вследствие чего он становится непригодным для регистрации весьма слабых токов, с чем приходится сталкиваться, в большинстве случаев на практике.

В предлагаемом, согласно изобрете-, нию, способе использовано явление по- вышения чувствительности прибора при резонансе, т. е. при равенстве частоты . исследуемого процесса и собственной: частоты подвижной системы. Чувствительность прибора при этом резко воз- растает и может быть повышена прак- I тически в сотни раз. I

Обычно исследуемый процесс не яв- .

1 ляется простым синусоидальным колеса- ! нием., а заключает в себе значительное число гармоник различной частоты. Применение прибора, настроенного на частоту одного из составляющих колебаний, является непригодным, так как ведет к искажению воспроизводимой кривой, поскольку чувствительность прибора будет неодинакова к различным составляющим гармоникам исследуемого процесса.

Согласно изобретению предлагается модулировать исследуемое напряжение вспомогательным переменным напряжением, частота которого равна или близка к собственной частоте подвижной системы измерительного прибора. Во многих случаях модулирование вспомогательной частотой может быть заменено непосредственным прерыванием исследуемого процесса с частотой, соответствующей частоте колебаний системы прибора.

На чертеже .фиг. 1 изображает исследуемую кривую; фиг. 2 — кривую вспомогательного переменного тоха: фиг. 3 — результирующую модулированную кривую.

Практически предлагаемый способ может быть выполнен различно. Например, если питать гальванометр осцилло- . графа переменным током от генератора колебаний, как указывалось, с частотой, равной собственной частоте гальванометра, то последний даст на экране изображение кривой в виде синусоиды равной амплитуды (фиг. 2), которая в виду сравнительно большой частоты сольется в изображение световой полосы, расположенной по обе стороны нулевой линии.

В виду резонанса частот потребление тока шлейфом будет незначительным.

Если мы теперь будем одним из известных способов модулировать колебания генератора какой-либо сравнительно низкой исследуемой частотой (фиг. 1), то исследуемая кривая, будучи наложеннои на основную частоту ее амплитуды, даст изображение, как указано на фиг. 3, причем верхушки синусоид генератора дадут очертания исследуемой кривой и легко могут быть наблюдаемы на экране или засняты фотографически обычными методами. При необходимости нанесения нулевой линии (которой очевидно будет прямая, соединяющая верхушку синусоид генератора при отсутствии модулированного внешнего напряжения), нужно сдвинуть на это место нулевое зеркало, которое и зачертит нулевую линию по верхушкам основных синусоид, как изображено на фиг. 3, в виде прямой А. .

Так как исследуемая кривая получается в виде огибающей основной кривой, то, как видно из фиг. 3, изображение ниже линии А является излишним и лишь затрудняет расшифровку осциллограммы. Поэтому во многих случаях, например, при изображении нескольких кривых на одном экране, желательно удалить второе (паразитное) изображение той же кривой, что может быть осуществлено различными методами, в частности. например, помощью небольшой передвижной ширмы или диафрагмы, укрепленной перед каждым гальванометром и дающей возможность отрезывать любую ненужную часть кривой, как указано на той же фиг. 3 (участок C).

Понятно, что предлагаемый способ может быть использован в любой системе измерительных приборов, в которых подвижная система обладает ясно выраженной соответствечной частотой колебании независимо от типа прибора или его конструкции, либо от его назначения. Острота механического резонанса гальванометра может быть различной и определяется в каждом отдельном случае, причем в случае применения несколько успокоенных вибраторов можно также получить чувствительность, во много раз превышающую его нормальное отклонение.

Помимо осуществления модуляции непосредственно в самом токе, питающем гальванометр, последняя может быть осуществлена различными другими способами, в частности, например, путем подачи исследуемого переменного напряжения на сетку генератора колебаний несущей частоты, соответствующей частоте гальванометра, включенного в анодную цепь генератора, Благодаря подобной схеме достигается полное отсутствие потребления и решается вопрос о дополнительном ламповом усилении без внесения тех искажений, которые неизбежно вносит в показания осциллографа каждая из обычно применяемых усилительных схем.

Как уже указывалось выше, во многих случаях взамен вспомогательного переменного тока может быть применено периодическое прерывание исследуемого процесса с частотой, соответствующей собственной частоте подвижной системы измерительного прибора. Подобный метод может быть использован при исследовании любого электрического процесса вне зависимости от его характера.

Предмет изобретения.

1. Способ увеличения чувствительности гальванометра осциллографа или иных измерительных приборов, отличающийся тем, что исследуемое напряжение модулируют вспомогательным напряжением токов такой более высокой частоты, чтобы она была в резонансе с частотой колебаний подвижной части осциллографа, 2. Видоизменение способа по п. l, отличающееся тем, что вместо вспомогательного напряжения, модулированного исследуемым напряжением, применяют периодическое прерывание последнего. с частотой, равной собственной частоте ко- l лебаний подвижной части осциллографа.

3. Устройство для осуществления спо- соба по п. 1, отличающееся примене- нием лампового генератора, настроенного в резонанс с частотой колебаний подвиж- ной части осин-.лографа, колебания каковсгс генератора модулируются исследуемым напряжением.

4. 3 устройстве по и. 1 применение стабилизации частоты генератора по одному из известных способов.