Переключатель входных цепей электрометрических усилителей

 

Союз Советских

Соцналнстнчесмнх

Республнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (u>855?81 (61) Дополнительное к ввт; сеид-ау— (я)м. К.з (22) Заявлено 16.10.78 (21) 2674098/24-07

Н 01 Н 63/28 с присоединением заявки HP— (23) ПриоритетГосударственвык комитет

СССР по делам изобретеаий н открытна

Опубликовано 150881. Бюллетемь Н9 ЗО

Дата опубликования опмсания 150831 (53)УДК621.316.56 (088.8) (54) ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ВХОДНЫХ ЦЕПЕЙ

ЭЛЕКТРОИЕТРИЧЕСКИХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении малых токов, зарядов, напряжений от высокоомных . источников, а также больших сопротивлений.

Известны переключатели — коммутационные устройства для входных цепей электрометрических приборов, содержащие переключающий контактный узел, состоящий иэ одного подвижного и двух неподвижных контактов, причем подвижный контакт и один из неподвижных контактов установлены на высокоомных изоляторах, и устройство привода подвижного контакта (1 ). известен переключатель входных цепей электрометрических усилителей, содержащий электромагнитный привод и переключающую контактную группу с подвижным и неподвижными контактами, причем подвижный и неподвижные контакты установлены на высокоомных изоляторах (2 ).

Однако указанные коммутационные устройства не могут быть применены в автоматизированных и цифровых электрометрических измерительных приборах высокой чувствительности вследствие достаточно большого уровня шумов вносимых ковееутационными устрой ствами в тракт измерения во время коммутации. Наличие шумов обусловлено тем, что подвижный контакт взаимодействует с изолятором, установленным на рычаге привода. При этом отрыв изолятора привода от подвижного контакта при замыкании происходит после замыкания основной цепи. И в том, и в другом случае в моменты отрыва подвижного контакта от изолятора привода или касания их вследствие наличия взаимного трения происходит поляризация изолятора привода, при15 чем заряды, возникающие на изоляторе привода, непостоянны по величине и могут достигать 10" Кл. Передаваясь через подвижный контакт во входную цепь электрометрического усилителя, 20 эти заряды создают нестабильное во времени смещение нулевого уровня на выходе усилителя, т.е. проявляют себя как шумы. Вследствие высокого входного сопротивления электрометрического усилителя (10"+Ом и более) время рассасывания этих шумовых импульсов может измеряться несколькими минутами, что делает невозможным применение указанных устройств в высоко30 чувствительных электрометрическнх

855781 приборах, особенно с автоматическим переключением пределов измерения.

Цель изобретения - уменьшение влияния помех.

Поставленная цель достигается тем, что в переключатель входных цепей электрометрических усилителей, содер жащий электромагнитный привод и переключающую контактную группу с подвижным и неподвижными контактами, причем подвижный и неподвижные контакты установлены на высокоомных изоляторах, введены замкнутый электрический экран и исполнительный ме-ханизм, установленный между электромагнитным приводом и переключающей контактной группой так, что исполнительный механизм электрически соединен с подвижным контактом и установлен на общем с ним высокоомном изоляторе, а между исполнительным механизмом и электромагнитным приводом имеется воздушный промежуток, причем подвижные элементы исполнительного механизма заключены в замкнутый электрический экран. изобретение позволяет полностью исключить обусловленную возникновением зарядов между пбдвижным контактом и электромагнитным приводом составляющую шумов, вносимых переключателем в тракт измерения. Наличие воздушного зазора между исполнительным механизмом и электромагнитным приводом позволяет вследствие увеличения сопротивления изоляции между подвижным контактом и корпусом избежать возникновения составляющей шумов, вызываемой резистивной связью . сигнальнйх цепей с цепью обмотки возбуждения. Существует еще одна составляющая шумов — шумы, вызванные модуляцией входного сигнала изменяющейся во время коммутации паразитной емкости между подвижным контактом и корпусом. Обычно эту составляющую можно свести к минимуму уменьшением длины и диаметра подвижного контакта. Так как в предлагаемом переклю- чателе подвижный контакт электрически соединен с исполнительным механизмом, то имеется возможность изменения паразиткой емкости между корпусом и подвижными элементами исполнительного механизма, а следовательно, и подвижногО контакта. Чтобы избежать этого и устранить указанную (составляющую шумов, подвижные элемен. ты исполнительного узла заключены в замкнутый электрический экран. При этом девиация паразитной емкости между элементами исполнительного узла и корпусом во время коммутации равна нулю, и, следовательно, указанная составляющая шумов отсутствует.

На чертеже изображена часть переключателя с разрезом.

В немагнитном корпусе 1 закреп лен высокоомный изолятор 2, на котором установлен держатель 3 подвижного контакта 4, взаимодействующего попеременно с неподвижными контактами 5 и б, расположенными по обе стороны контакта 4, причем контакт б установлен на держагеле 7 в высокоомном изоляторе 8. На держателе 3 закреп. ен также исполнительный. механизм 9, связанный с подвижным контактом 4, а напротив него в корпусе

1 закреплен электромагнитный привод ® 10, отделенный от исполнительного механизма 9 воздушным зазором 11.

Электромагнитный привод 10 представляет собой экранированный соленоид.

Исполнительный механизм 9 состоит из

15 магнитомягкой чашки 12, в которой помешается ось 13, имеющая возможность вращения на некоторый угол. На оси

13 жестко закреплены симметричный магнитомягкий якорь 14 и немагнитный

; ) поводок 15, связанный с подвижным контактом 4. Сверху чашка 12 закрыта немагнитным экраном 16, в центре которого размещен магнитомягкий керн

17, снабженный отгибом 18. Возвратная пружина 19 прижимает один из концов якоря 14 к упору 20. Экран 16 совместно с чашкой 12 и держателем 3 образует замкнутый электрический экран вокруг подвижных элементов исполнительного механизма 9 - якоря 14 и поз водка 15. Вход усилителя подключается к держателю 7 контакта б, коммутируемый элемент — к держателю 3 контакта 4, а общая шина усилителя — к контакту 5.

В исходном состоянии при обесточенном электромагнитном приводе 10 поводок 15 прижимает подвижный контакт 4 к неподвижному контакту 5.

Таким образом, вход усилителя, соеди @ ненный с контактом 6, отключен от подвижного контакта 4, а коммутируемый элемент через держатель 3 и контакты 4 и 5 подключен к общей шине усилителя. При подаче управляющего тока в обмотку электромагнитного привода магнитный поток проходит через воздушный зазор 11 керн 17 и чашку

12, заставляет повернуться якорь 14 до соприкосновения с отгибом 18 керна 17. При этом поводок 15, также поворачиваясь вместе с якорем 14 и осью 13, отрывает контакт 4 от контакта 5, замыкая его с контактом б, и таким образом коммутируемый элемент подключается ко входу усилители. При

3$ отключении управляющего тока якорь

14 под действием пружины 19 возвращается в исходное положение, поворачивая обратно ось 13 с поводком 15, который .переводит также в исходное уу состояние подвижный контакт 4. Ход якоря 14 и связанного с ним через поводок 15 подвижного контакта 4 регулируется подгибкой упора 20.

В результате разделения устройства привода и подвижного контакта, 855781

d электромагнитный привод и переключа- ющую контактную группу с подвижным и неподвижными контактами, причем подвижный и неподвижный контакты установлены на высокоомных изоляторах, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния помех, в переключатель введены замкнутый электрический экран и исполнительный механизм, установленный между электромагнитным приводом и переключающей контактной группой так, что исполнительный механизм электрически соединен с подвижньвю контактом и установлен на общем с ним высокоомном изоляторе, а между исполнительным механизм и электромагнитным приводом имеется воздушный промежуток, причем подвижные элементы исполнительного ханизма заключены в замкнутый элекрический экран.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 487428, кл. Н 01 Н 63/28, 1974. с.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 514372, кл. Н 01 Н ЬЗ/28, 1975.

Л-Я

ВНИИПИ Заказ 6941/75

Tape 784 Подписное объединения в электрически замкнутую систему, установленную на общем высокоомном изоляторе, подвижного контакта и исполнительного механизма, отделения электромагнитного привода от исполнительного механизма воздушным зазором, а также заключения подвижных элементов исполнительного механизма в замкнутый электрический экран, величина помехи, вносимой переключателем в измерительный тракт во время коммутации, снижается более, © чем на два порядка. Остаточные шумы, имеющие величину, эквивалентную заряду порядка 10Г Кл, обусловлены наличием на поверхности контактов распределенных окисных и адсорбнрованных 15 мо

Ьленок и продуктов износа, ьследствие чего при соударениях контактов наих поверхностях генерируются пара- ме зитные заряды. т

Применение предлагаемого переклю-. чателя позволяет создать высокочувствительный цифровой электрометр с автоматическим переключением пределов .измерения ЭВЦ-1, имеющий чувствительность по току 1. 10 " A и напряжению 23

1.10 В

Формула изобретения

Переключатель входных цепей электрометрических усилителей, содержащий

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4