Устройство для получения тока

 

i» 554577

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 11.02.76 (21) 2324425/25 с присоединением заявки №вЂ” (») Приоритет—

Опубликовано 15.04.77. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 13.0777 (51) М. Кл,2 Н 011 41/ОО гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 537.228 1 (088.8) (72) Авторы ,изобретения

Л. Ч. Неверович, В. А. Носенко. и В. Г. Широкопытов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТОКА

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для получения как постоянного тока, так и тока низкой частоты, в частности может быть использовано в устройствах для поверки электрометров.

Известны устройства для получения тока, содержащие генератор пилообразного напряжения и дифференцирующий конденсатор.

Их общим недостатком является невысокая точность получения весьма малых значений постоянного тока (менее 10 а — 10 "А).

Это вызвано паразитными токами, гнерируемыми изоляторами, входящими в состав дифференцирующего конденсатора и устройства сочленения его со входом поверяемого электрометра, а также наличием космического излучения и радиоактивности конструкционных материалов. Наиболее точно оценить величину погрешности, вносимой последними в величину получаемого тока, можно только экспериментальным путем. Однако его осуществление затруднено ввиду ограниченности времени непрерывной поверки электрометра, определяемого длительностью участка пилообразного напряжения, на котором обеспечивается необходимое постоянство скорости изменения напряжения. Кроме того, эти устройства не позволяют получать точные значения токов низких и инфранизких частот.

Известно также устройство, содержащее пьезокварцевые пластины и механизм их плавного механического нагружения. Механизм нагружения выполнен на основе электродвига5 теля с системой кинематической передачи и рычагов. 1

Однако это устройство не позволяет получить длительное линейно-изменяющееся во времени давление на пьезоэлемент, поэтому пощ стоянное значение выходного тока поддержи. вается ограниченное время. Кроме того, дви ° гатель создает вибрации, из-за которых к пьезокристаллу прикладываются дополнительные переменные давления, являющиеся причиной возникновения неконтролируемых токов. Все это ограничивает точность известного устройства, не дает возможности поверки измерителей весьма малых постоянных токов (менее

10 " А) и позволяет получать токи низких и инфранизких частот.

Для повышения стабильности во времени значений постоянного тока, а также получения тока низкой частоты в предлагаемом устройстве система механического нагружения выполнена, например, в виде рычажной и связана с электродами электролизера.

На чертеже схематично представлен один из возможных вариантов конкретного выполнения предлагаемого устройства, используемо30 го для поверки электрометра.

К источнику стабилизированного тока 1 подключены электроды 2 и 3, помещенные в электролизер 4. Электроды соединены с рычагом 5, воздействующим на кристалл пьезокварца б. Выходной ток пьезокварца подводится к электрометру 7.

Устройство работает следующим образом.

Ток I, величина которого поддерживается носTOHHHoH автоматически стабилизатором 1, по ступает на элеквроды 2 и 3 электолизера 4.

Ма сев электродов при этом изменяется пропорц ионально заряду, прошедшему через электролит, в соответствии с законом:

Л 1

Лт =

В F где Лт — кол ичество вещества, на которое изменилась масса электрода за время ht;

I — величина тока, протекавшего прп этом через электролит;

Л вЂ” атомный вес вещества электрода;

 — валентность этого вещества;

Р— число Фарадея.

Изменение массы электродов с помощью рычага 5 преобразуется в линейно-изменяющуюся во времени силу, оказывающую растягивающее или сжимающее воздействие на кристалл б. При этом ток, генерируемый кристаллом кварца, ориентированным определенным образом в осях Х, У, Z (срез Х), равен:

b Р, Abdr д г = — сУп а Ы aBF т. е. =С ° 1, где а, в — размеры кристалла кварца соответственно,по осям Х, У;

drr — постоянная пьезокварца;

ЬР „— сжимающее или растягивающее усилие, прикладываемое к пьезокварцу по оси У, равное Лтд;

g — ускорение свободного падения.

Постоянные Л, В, g, F известны с высокой степенью точности, постоянные а, в, d r также могут быть определены достаточно точно.

Таким образом, ток 1 может оыть задан весьма точно. К тому же ясно, что время непрерывного получения тока i может превышать несколько суток при сохранении требуемой точности поддержания его величины, так как это обеспечивается постоянством тока электр ротизера I.

Использование электродов электролизера в составе механизма плавного нагружения пьезокристаллов позволяет: резко увеличить время непрерывного полую чения требуемых величин постоянных токов ст нескольких минут до нескольких суток, огганичиваемое лишь особенностями исполнения электролизера; повысить точность получаемых значений

20 токов, обеспечиваемую устранением из механизма плавного нагружения электродвигателя, создающего виброшумы; оба эти эффекта в свою очередь обеспечивают возможность получения более низких

25 значений токов (до 10 "А и менее); легко переходить от хорошо разработанных мер больших величин токов 1 к сверхмалым токам i, что отвечает классическим критериям .построения метрологических схем; получать токи низких и инфранизких частот; упросч ить конструкцию.

Формула изобретения

Устройство для получения тока на основе пьезоэффекта, содержащее пьезоэлементы и систему их механического нагружения, отличающееся тем, что, с целью повышения ста4р бильности значений;постоянного тока во времени, а также получения тока низкой частоты, система механического нагружения выполнена, например, в виде рычажной, и связана с электродами электролизера.

Редактор И. Шубина

Составитель В. Вавер

Текред A. Камышникова

Koppe Toð Л. Брахнина аказ 3781 Изд. ¹ 353 Тираж 992 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

МОТ, Загорский филиал