ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ВОЛЬТМЕТР

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ВОЛЬТМЕТР


RU (11) 2307361 (13) C2

(51) МПК
G01R 5/28 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.09.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005136943/28 
(22) Дата подачи заявки: 2005.11.28 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.11.28 
(45) Опубликовано: 2007.09.27 
(56) Аналоги изобретения: SU 143137 A1, 01.01.1961. RU 2198409 C1, 10.02.2003. SU 67088 A1, 01.01.1946. SU 92846 A1, 01.01.1951. SU 1051439 A1, 30.10.1983. JP 2002244362, 30.08.2002. 
(72) Имя изобретателя: Хайруллин Ирек Ханифович (RU); Фаттахов Рамиль Касымович (RU); Ибрагимов Тимур Салаватович (RU); Мухутдинов Роман Рафаилевич (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет (RU) 
(98) Адрес для переписки: 450000, г.Уфа, ул. К. Маркса, 12, УГАТУ, отдел интеллектуальной собственности, В.П. Ефремовой 

(54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ВОЛЬТМЕТР

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к электрическим приборам, которые могут быть использованы для измерения высоких напряжений. Техническим результатом изобретения является повышение точности. Электростатический вольтметр содержит диэлектрический корпус, два электрода, выводы которых соединены с измерительными клеммами, подвижный элемент в виде цилиндрического диэлектрика, расположенного на оси, связанной с корпусом и имеющей возможность вращениями, отсчетное устройство со шкалой, нанесенной на торец подвижного элемента, включающее два световода. Подвижный элемент имеет вертикальную ось вращения, которая закреплена к диэлектрическому корпусу, при этом электроды имеют возможность поворота на необходимый угол при помощи винтов-корректоров, расположенных на верхней части электростатического вольтметра. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к измерительным приборам, которые могут быть использованы для измерения высоких напряжений.

Известен измеритель высоких напряжений [АС СССР №1479880, кл. G01R 15/02. Бюл. №18, 1989 г.], содержащий корпус, частично заполненный двухфазным диэлектриком, измерительный сосуд, сообщающийся с полостью корпуса, ультразвуковой измеритель уровня, два электрода, расположенных по обе стороны от границы раздела фаз, при котором нижний электрод выполнен плоским и полностью погружен в жидкую фазу, а верхний электрод с целью повышения точности измерения и линеаризации передаточной характеристики выполнен в виде шара, погруженного в жидкую фазу.

Недостатком такой конструкции является ее сложность.

Известен электростатический вольтметр [Патент РФ №2198409, МКИ 7 G01R 2/28, 15/00, 19/00, 2003 г.], выбранный за прототип, содержащий диэлектрический корпус, два электрода, выводы которых соединены с измерительными клеммами, подвижный элемент, ось, связанную с корпусом и имеющую возможность вращения, и отсчетное устройство со шкалой, нанесенной на торец подвижного элемента, а электроды расположены под углом относительно нормали к поверхности подвижного элемента, величина этого угла зависит от материала, из которого выполнен подвижный элемент для обеспечения наибольшего вращающего момента подвижного элемента, в связи с чем электроды имеют возможность поворота на необходимый угол.

Недостатками такой конструкции являются ее низкие функциональные возможности, вызванные горизонтальным расположением оси вращения, отсутствием возможности изменения зазора между электродами и подвижным элементом.

Задачей изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей электростатического вольтметра при сохранении таких преимуществ прототипа, как большой диапазон измеряемых высоких напряжений в широком диапазоне частот, частотная и температурная независимость, отсутствие влияния посторонних магнитных полей, измерения в цепях переменного и постоянного тока.

Задача решается посредством электростатического вольтметра, содержащего диэлектрический корпус, два электрода, выводы которых соединены с измерительными клеммами, подвижный элемент, ось, имеющую возможность вращения, и отсчетное устройство со шкалой, нанесенной на торец подвижного элемента, в котором в отличие от прототипа подвижный элемент имеет вертикальную ось вращения, которая закреплена к диэлектрическому корпусу, электроды имеют возможность поворота на необходимый угол при помощи винтов-корректоров, расположенных на верхней части электростатического вольтметра. Кроме того, электроды закреплены с возможностью регулирования зазора между подвижным элементом и электродами с помощью червяка, с которым электроды связаны через направляющие ножки.

При этом для точности показаний электростатический вольтметр содержит магнитоиндукционный успокоитель, расположенный на основании электростатического вольтметра и связанный с подвижным элементом посредством диска, имеющего общую ось с подвижным элементом с возможностью движения в поле постоянного магнита.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид электростатического вольтметра.

Электростатический вольтметр состоит из диэлектрического корпуса 1, подвижного элемента 2 в виде цилиндрического диэлектрика, выполненного из фибры, расположенного на вертикальной оси 3, которая закреплена с возможностью вращения через опоры на центрах, при этом вертикальная ось 3 с одного конца связана с диэлектрическим корпусом 1 посредством спиральной пружины (на чертеже не показана). Электроды 4 установлены под углом относительно нормали к поверхности подвижного элемента 2, теоретически и экспериментально выбранного для фибры равным 50°. Отсчетное устройство состоит из круговой шкалы, нанесенной на торец подвижного элемента 2, световода отсчета 5 с неподвижным указателем и световода подсветки шкалы 6, торец которого освещен светодиодом (не показан). Винты-корректоры 7 соединены с измерительными клеммами 8. Электроды 4 закреплены с возможностью изменения угла наклона относительно нормали к подвижному элементу 2 при помощи винтов-корректоров 7. Электроды 4 закреплены с возможностью регулирования зазора между подвижным элементом 2 и электродами 4 с помощью червяка 9, с которым электроды 4 связаны через направляющие ножки 10 на круглом основании 11. Для затухания колебаний подвижного элемента 2 используется магнитоиндукционный успокоитель 12, расположенный на основании электростатического вольтметра и связанный с подвижным элементом 2 посредством диска 13, имеющего общую ось с подвижным элементом 2 с возможностью движения в поле постоянного магнита.

Использование в качестве подвижного элемента 2 цилиндрического диэлектрика, расположенного на вертикальной оси 3, закрепленной с возможностью вращения и связанной с одного конца с диэлектрическим корпусом 1 электростатического вольтметра посредством спиральной пружины (на чертеже не показана), позволяет исключить влияние положения электростатического вольтметра в пространстве на точность его показаний и повысить его вибростойкость. При этом спиральная пружина выполняет роль механического элемента сравнения. Указанная пространственная взаимосвязь подвижного элемента 2 с электродами 4 обеспечивает необходимый вращающий момент подвижного элемента 2. Установка электродов 4 с возможностью поворота при помощи винтов-корректоров 7 позволяет изменять угол их наклона относительно нормали подвижного элемента 2 и обеспечивать наибольший вращающий момент подвижного элемента 2 в зависимости от материала, из которого он выполнен, что позволяет уменьшить момент инерции подвижного элемента 2, а следовательно, расширить пределы измерений в сторону малых величин, улучшить условия успокоения электростатического вольтметра, а следовательно, повысить его чувствительность и точность. Также возможно изменение зазора между электродами 4 и подвижным элементом 2 при помощи червяка 9, с которым электроды 4 связаны через направляющие ножки 10, что позволяет расширить пределы измерений. При этом зависимость угла наклона электродов 4 от характеристик материала, из которого выполнен подвижный элемент 2, в целях получения его наибольшего вращающего момента носит экспоненциальный характер.

Электростатический вольтметр работает следующим образом.

При подаче на электроды 4 измеряемого сигнала подвижный элемент 2 в виде цилиндрического диэлектрика поворачивается. Направление вращения цилиндрического диэлектрика не зависит от знака измеряемого напряжения. При вращении подвижного элемента 2 спиральная пружина создает противодействующий момент. При равенстве вращающего и противодействующего моментов подвижный элемент 2 останавливается, и по положению неподвижного стрелки-указателя 5 по шкале на торце подвижного элемента 2 определяется измеряемое напряжение. Затухание колебаний подвижного элемента 2 осуществляется при помощи магнитоиндукционного успокоителя 12.

Отсутствие в данной конструкции подвижных частей, надежная связь оси подвижного элемента 2 с диэлектрическим корпусом 1 электростатического вольтметра, установка электродов 4 с возможностью поворота и указанная пространственная взаимосвязь подвижного элемента 2 и электродов 4 обеспечивают вибростойкость, независимость показаний электростатического вольтметра от его расположения в пространстве и наибольший вращающий момент подвижного элемента 2, а следовательно, точность электростатического вольтметра. При этом сохраняются большой диапазон измеряемого напряжения в широком диапазоне частот, частотная и температурная независимости, отсутствие влияния посторонних магнитных полей, возможность применения для измерений напряжения в цепях постоянного и переменного тока.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Электростатический вольтметр, содержащий диэлектрический корпус, два электрода, выводы которых соединены с измерительными клеммами, подвижный элемент, ось, имеющую возможность вращения, и отсчетное устройство со шкалой, нанесенной на торец подвижного элемента, отличающийся тем, что подвижный элемент имеет вертикальную ось вращения, которая закреплена к диэлектрическому корпусу, электроды имеют возможность поворота на необходимый угол при помощи винтов-корректоров, расположенных на верхней части электростатического вольтметра, и электроды закреплены с возможностью регулирования зазора между подвижным элементом и электродами с помощью червяка, с которым электроды связаны через направляющие ножки.

2. Электростатический вольтметр по п.1, отличающийся тем, что для точности показаний содержит магнитоиндукционный успокоитель, расположенный на основании электростатического вольтметра и связанный с подвижным элементом посредством диска, имеющего общую ось с подвижным элементом с возможностью движения в поле постоянного магнита.




РИСУНКИ





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru