Устройство для измерения тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск и к

Социалистически к

Республик

G 01 R 19/00

G 01 R 15/02

9вуацктаакиы3 квинтет

CCCP

° . ав дмаи кэаеретенкй н еткрыткЯ (23) 0рноритет

Опубликовано, 071181. Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 07.11.81

I (53) УДК621.317. . 7 (088. 8) (72) Автор изобретения

Е.И.Новиков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА

Изобретение оФносится к измерительной технике и может быть использовано в метрологии в качестве образцового метрологического средства для аттестации измерителей тока.

Известно устройство для измерения напряжения и тока, содержащее пьезоL кристалл с электродами, к которым подключено измеряемое напряжение, преобразователь деформации..в измеряемую величину и указатель fl)

Недостатком указанного устройства является невысокая точность измере. йия, обусловленная малой чувствительностью за счет внешнего воздействия напряжений на пьезоэлемент и значительной температурной погрешностью.

Известно также устройство для измерения тока, содержащее пьезопреобразователь,измеряемого параметра в частоту электрического сигнала, регистратор частоты и электронный возбудитель, причем пьезопреобразователь выполнен в виде рамки, на боковых поверхностях которой нанесены электроды, электрически не связанные между собой, одни из которых подключены к входу устройства, а другие — к входу электронного возбудителя (2).

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая точность измерения, обусловленная малым коэффициентом преобразования, посколь 10 ку измеряемый параметр воздействует

1на наружные электроды.

Целью изобретения является повышение точности измерения тока.

Поставленная цель достигается тем, 1j что в устройстве для измерения тока, содержащем преобразователь тока в частоту, выполненный в виде плоского пьезокристалла с нанесенными на оба стороны электродами, электронный воз= будитель и регистратор частоты, вход электронного возбудителя подключен к электродам, а выход — к pe= гистратору частоты, в пьезокристалла. ориентированно относительно его оси

879484

55

I .. силочастотной чувствительности выполнены токопроводящие каналы, между

Которыми на поверхности пьезокристалла расположены электроды один под другим, одни концы токопроводящих каналов служат входами измеряемого тока, а другие — выходами измеряемого тока.

На чертеже показаны структурная схема предлагаемого устройства и вид преобразователя тока в частоту сбоку.

Устройство содержит преобразователь тока в частоту, выполненный в . виде пьезокристалла 1, токопроводящие каналы 2 и 3, локализованную зону 2 пьезоэлектрических колебаний, элект- роды 5 и 6, пьезопреобразователь 7 тока в частоту, электронный возбудитель 8, регистратор 9 частоты, источник 10 измеряемого тока, концы

11-14 токопроводящих каналов, контрольный шунт 15 °

Иежду токопроводящими каналами

2 и 3 под электродами 5 и 6, расположена локализованная зона 4 пьезоэлектрических колебаний.

Пьезокристалл 1 с локализованной зоной 4, электродами 5 и 6 и такопроводящими каналами 2 и 3 образуют преобразователь 7.

Работа предлагаемого устройства основана на явлении механического взаимодействия проводников с током и силочастотном эффекте вибрирующего пьезокварцевого преобразователя.

В пьезокристалле 1 пьеэопреобразователя 7, в локализованной зоне 4, с помощью возбудителя 8 возбуждаются пьезоэлектрические толщинносдвиговые колебания.

От источника 10 по каналам 2 и 3 пропускается измеряемый ток. Каналы

2, 3 под действием протекающего по ним тока (в противоположных направлениях), стремятся оттолкнуться, создают отталкивающую силу, которая вызывает в зоне 4 механическое напряжение растяжения.

В силу действия силочастотного эффекта, под действием силы, возбужденной проводниками с током, в зоне

4 частота пьезоэлектрических колебаний увеличивается.

Электрический сигнал с увеличенной частотой колебания снимается с возбудителя 8 и фиксируется на регистраторе 9, который отградуирован в единицах тока.

На время метрологических измерений (метрологической аттестации устройства) на концы 11, 12 каналов

2, 3 подключается источник эталонного тока, а шунт 15 подсоединяется к измерителю эталонного тока, показания измерителя эталонного тока сравниваются с показаниями регистратора 9, после сличения их показаний определяется точность устройства..

Пьезокристалл 1 преобразователя

7 обладает высокой добротностью (1 ° 10 — 5 ° 10 ), что определяет стабильность его параметров.

Выполнение каналов 2, 3 в пьезокристалле 1 не снижает его добротности, поскольку они внедряются внутрь монокристалла 1 в процессе кристаллообразования.

Располагая каналы 2, 3 и зону 4 ориентированно относительно оси силочастотной чувствительности, а также помещая зону 4 между каналами.

2, 3 в непосредственной близости от нее, получаем значительный коэффициент преобразования тока в частоту при высокой стабильности парамет; ров, что обеспечивает высокую точность измерения.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности измерения тока, технологичности метрологической аттестации устройства, чувствительности преобразования тока в частоту за счет обеспечения возможности ориентированного пропускания измеряемого тока через монокристалл пьезокварцевого преобразователя.

Формула изобретения

Устройство для измерения тока, содержащее преобразователь тока в частоту, выполненный в виде плоского пьезокристалла с нанесенными на обе стороны электродами, электронный возбудитель и регистратор частоты, вход электронного возбуждения подключен к электродам, а выход — к регистратору частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, .с целью повышения точности, в пьезокристалле ориентировано относительно его оси силочастотной чувствительности выполнены токопроводящие каналы, между которыми на поверхности пьезокристалла расположены электроды один под другим, 879484

СоставителЬ Ф.Цареградский

Техред А. Ач Корректор М.Пожо

Редактор Г .Петрова

Заказ 971!/14 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 одни концы токопроводящих каналов служат входом измери ..льного тока, а другие — выходом. измеряемого тока.

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

И 498561, кл. G Ol R 19/00, !972.

2. Авторское свидетельство СССР

N 608359, кл. G Ol R 19/26, 1976 (прототип).