ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ КОМПАРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ КОМПАРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ


RU (11) 2307362 (13) C1

(51) МПК
G01R 17/08 (2006.01)
G01R 1/14 (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: 2006104420/28 
(22) Дата подачи заявки: 2006.02.15 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.02.15 
(45) Опубликовано: 2007.09.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2076328 C1, 27.03.1997. SU 249466 A, 05.08.1969. SU 352225 A, 16.10.1972. SU 213175 A, 12.03.1968. GB 1074669 A, 05.07.1967. CH 499094 A, 31.12.1970. 
(72) Имя изобретателя: Нефедьев Алексей Иванович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Нефедьев Алексей Иванович (RU) 
(98) Адрес для переписки: 442960, Пензенская обл., г. Заречный, ул. Строителей, 10, кв.38, А.И. Нефедьеву 

(54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ КОМПАРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Предложенное изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при эталонных измерениях в широком диапазоне измеряемых напряжений и частот. Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является обеспечение оптимального успокоения крутильных колебаний подвижной системы, а также повышение чувствительности и точности электростатического компаратора напряжения. Электростатический компаратор напряжения содержит основание, подвижную систему в виде поперечной горизонтальной балки по типу весов, подвижные цилиндрические электроды, неподвижные цилиндрические электроды, дополнительные цилиндрические электроды, флажки, осветительные лампы с конденсорами, фоторезисторы нулевого индикатора, элементы крепления балки в виде двух пар растяжек, кольца, две оси подвижной системы и амортизационные пружины. При этом в состав компаратора дополнительно введен успокоитель крутильных колебаний подвижной системы, выполненный в виде двух полых полированных валиков, каждый из которых помещен в резервуар с этилполисилоксановой жидкостью, а каждый из валиков одним концом присоединен к осям подвижной системы при помощи растяжек с большим противодействующим моментом, а другим концом через растяжки с малым противодействующим моментом присоединен к амортизационным пружинам, причем каждый из резервуаров имеет отверстие для его заполнения этилполисилоксановой жидкостью и два отверстия для прохождения растяжек, выполненных с такими размерами, при которых этилполисилоксановая жидкость не вытекает из резервуаров. 3 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при эталонных измерениях в широком диапазоне измеряемых напряжений и частот.

Известны электростатические компараторы напряжений [1] одновременного сравнения, состоящие из двух электростатических преобразователей, расположенных на одной оси и укрепленных вертикально на растяжках или подвесе таким образом, чтобы вращающие моменты, создаваемые каждым из преобразователей, были направлены навстречу друг другу.

Недостатком известных компараторов является недостаточная точность компарирования напряжений, связанная с недостаточным вращающим моментом электростатических преобразователей.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению (прототипом) является компаратор [2], имеющий конструкцию, аналогичную весам. Компаратор образован поперечной горизонтальной балкой, по краям которой укреплены подвижные электроды двух электростатических преобразователей, неподвижные электроды которых жестко связаны с основанием компаратора, расположенного параллельно балке. Элементы крепления поперечной балки выполнены в виде четырех растяжек с каждой стороны по оси подвижной системы. Нулевой индикатор равновесия подвижной системы выполнен в виде двух флажков, укрепленных на концах балки. Напротив каждого из флажков укреплены осветительная лампа и фоторезисторы. В качестве успокоителя крутильных колебаний используются многокамерные электростатические преобразователи.

Недостатком прототипа является недостаточное (частичное) успокоение подвижной части компаратора при помощи воздушного успокоителя в виде двух многокамерных электростатических преобразователей, что обусловлено значительной массой подвижной системы электростатического компаратора. К недостатку прототипа следует также отнести невозможность применения жидкостных успокоителей крутильных колебаний подвижной системы, выполненных в виде двух полированных дисков с этилполисилоксановой жидкостью между ними, один из которых закреплен на оси подвижной системы, а другой - неподвижно, успешно применяемых в приборах электромагнитной системы невысокой точности [3]. Обнаружено, что указанная жидкость между дисками нарушает уравновешенность подвижной системы и дезорганизует работу электростатического компаратора напряжения.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение оптимального успокоения крутильных колебаний подвижной системы, а также повышение чувствительности и точности электростатического компаратора напряжения.

Решение поставленной задачи достигается тем, что электростатический компаратор напряжения содержит основание, подвижную систему в виде поперечной горизонтальной балки по типу весов, подвижные цилиндрические электроды, неподвижные цилиндрические электроды, дополнительные цилиндрические электроды, флажки, осветительные лампы с конденсорами, фоторезисторы нулевого индикатора, элементы крепления балки в виде двух пар растяжек, кольца, две оси подвижной системы и амортизационные пружины, при этом основание компаратора расположено параллельно поперечной горизонтальной балке, подвижные цилиндрические электроды укреплены по краям поперечной горизонтальной балки, неподвижные электроды электростатических преобразователей жестко связаны с основанием компаратора, подвижные цилиндрические электроды, неподвижные цилиндрические электроды и дополнительные цилиндрические электроды образуют по многокамерному цилиндрическому конденсатору, выполненному с возможностью изменения его емкости, напротив каждого из флажков расположено по осветительной лампе с конденсором и фоторезисторы нулевого индикатора, внутренние концы растяжек через кольца прикреплены к каждой из двух осей подвижной системы, а их внешние кольца прикреплены к амортизационным пружинам, причем данные растяжки сгруппированы в две пары, лежащие в отдельных плоскостях, так что каждая из данных плоскостей перпендикулярна по отношению к другой плоскости, а образующие каждую из таких пар и лежащие в одной плоскости растяжки ориентированы под острым углом одна к другой, а также в состав компаратора введен успокоитель крутильных колебаний подвижной системы, выполненный в виде двух полых полированных валиков, каждый из которых помещен в резервуар с этилполисилоксановой жидкостью, а каждый из валиков одним концом присоединен к осям подвижной системы при помощи растяжек с большим противодействующим моментом, а другим концом через растяжки с малым противодействующим моментом присоединен к амортизационным пружинам, при этом каждый из резервуаров имеет отверстие для его заполнения этилполисилоксановой жидкостью и два отверстия для прохождения растяжек, выполненных с такими размерами, при которых этилполисилоксановая жидкость не вытекает из резервуаров.

Применение указанного жидкостного успокоителя, с одной стороны, обеспечивает оптимальное успокоение подвижной системы электростатического компаратора напряжения, а с другой стороны, обеспечивает повышение чувствительности и точности электростатического компаратора напряжения за счет того, что при погружении валиков в резервуар с этилполисилоксановой жидкостью вес подвижной системы частично компенсирует возникающая подъемная сила. Натяжение наклонных растяжек при этом снижается, что приводит к снижению их противодействующего момента, увеличению чувствительности и точности электростатического компаратора напряжения. Кроме этого, возникающая подъемная сила позволяет применять в электростатическом компараторе напряжения растяжки с меньшим противодействующим моментом.

На фиг.1, фиг.2 и фиг.3 представлено схематическое изображение электростатического компаратора напряжения. Компаратор имеет поперечную горизонтальную балку 1 по типу весов, по краям которой укреплены подвижные цилиндрические электроды 2 двух электростатических преобразователей в виде многокамерных цилиндрических конденсаторов, неподвижные цилиндрические электроды 3 которых, жестко связанные с основанием компаратора 4, снабжены дополнительными цилиндрическими электродами 5, хвостовики которых укреплены в центре неподвижных электродов 3 с возможностью плавного регулирования емкости конденсатора, образованного электродами 2, 3 и 5, изолятор 6, на котором укреплены электроды 3, 5, клеммы 7, экран 8, имеющий потенциал корпуса компаратора, и экран 9, имеющий высокий потенциал. Поскольку электроды 2 и 3 образуют многокамерный цилиндрический конденсатор, то он обеспечивает частичное воздушное успокоение крутильных колебаний подвижной системы компаратора. По краям балки укреплены флажки 10, напротив каждого из которых расположены фоторезисторы 11, 12 и осветительные лампы 13 с конденсорами 14.

Элементы крепления подвижной системы (фиг.3) выполнены в виде двух пар растяжек, которые расположены во взаимно-перпендикулярных плоскостях, наружными концами прикреплены соответственно к растяжкодержателям 27, 30 и 28, 29, а внутренними концами - к кольцу 33. При этом растяжки в каждой плоскости расположены под острым углом друг к другу. Жидкостный успокоитель крутильных колебаний подвижной системы совмещен с ее креплением, для этого горизонтальные растяжки 16 и 20 выполнены составными. Их внутренние концы через полые полированные валики 36 и 37 и растяжки с большим противодействующим моментом 34 и 35 присоединены соответственно к кольцам 32 и 33. Полые полированные валики 36 и 37 помещены соответственно в резервуары 38 и 39 с этилполисилоксановой жидкостью. Резервуары имеют отверстия 40, 41, 42, 43 через которые проходят растяжки 16, 34 и 20, 35, малый размер которых предотвращает вытекание жидкости из резервуаров. В резервуарах предусмотрены отверстия 44, 45 для заливки жидкости. Валики 36, 37, помещенные в резервуары 38, 39 с этилполисилоксановой жидкостью и присоединенные через растяжки 34 и 35 с большим противодействующим моментом к кольцам 32 и 33 подвижной системы, образуют жидкостный успокоитель крутильных колебаний, обеспечивающий оптимальное успокоение подвижной системы электростатического компаратора напряжения.

Работа электростатического компаратора напряжения заключается в следующем. При помощи механического и электрического корректора производится установка нуля компаратора. Затем производится регулировка идентичности электростатических преобразователей путем изменения положения электродов 5 относительно подвижных электродов 2.

Далее измеряемое переменное напряжение подводится к одному из электростатических преобразователей, а компенсирующее постоянное напряжение подводится на другой электростатический преобразователь. Изменяя компенсирующее постоянное напряжение, добиваются нулевого отклонения нулевого индикатора. Постоянное напряжение измеряется при помощи делителя напряжения и компенсатора постоянного тока (не показаны).

В процессе измерения переменного напряжения подвижная система совершает крутильные колебания, которые через растяжки 34, 35, имеющие большой по сравнению с растяжками 16 и 20 противодействующий момент, передаются валикам 36 и 37. Трение полых валиков 36 и 37 о жидкость в резервуарах 38 и 39 приводит к гашению крутильных колебаний подвижной системы электростатического компаратора напряжений.

Применение жидкостного успокоителя обеспечивает наряду с воздушным успокоителем в виде многокамерного измерительного механизма оптимальное успокоение крутильных колебаний подвижной системы электростатического компаратора напряжения.

Кроме этого, на валики 36 и 37, погруженные в резервуары 38 и 39 с жидкостью, и следовательно, на подвижную систему компаратора действует подъемная сила, которая частично компенсирует силу тяжести подвижной системы. В результате этого натяжение наклонных растяжек 17 и 21 снижается, что приводит к снижению их противодействующего момента и, следовательно, к увеличению чувствительности и точности электростатического компаратора напряжения.

Кроме этого, компенсация силы тяжести подвижной системы позволит применять растяжки с меньшим противодействующим моментом, что приводит к увеличению чувствительности и точности электростатического компаратора напряжения.

Источники информации

1. Векслер М.С. Измерительные приборы с электростатическими механизмами. - Л.: Энергия, 1974.

2. Патент №2076328 на изобретение "Электростатический компаратор напряжения". Нефедьев А.И.

3. Рабикович С.Г. Гальванометрические автокомпенсационные приборы. - М.: Изд-во стандартов, 1972.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Электростатический компаратор напряжения, содержащий основание, подвижную систему в виде поперечной горизонтальной балки по типу весов, подвижные цилиндрические электроды, неподвижные цилиндрические электроды, дополнительные цилиндрические электроды, флажки, осветительные лампы с конденсорами, фоторезисторы нулевого индикатора, элементы крепления балки в виде двух пар растяжек, кольца, две оси подвижной системы и амортизационные пружины, при этом основание компаратора расположено параллельно поперечной горизонтальной балке, подвижные цилиндрические электроды укреплены по краям поперечной горизонтальной балки, неподвижные электроды электростатических преобразователей жестко связаны с основанием компаратора, подвижные цилиндрические электроды, неподвижные цилиндрические электроды и дополнительные цилиндрические электроды образуют по многокамерному цилиндрическому конденсатору, выполненному с возможностью изменения его емкости, напротив каждого из флажков расположено по осветительной лампе с конденсором и фоторезисторы нулевого индикатора, внутренние концы растяжек через кольца прикреплены к каждой из двух осей подвижной системы, а их внешние концы прикреплены к амортизационным пружинам, причем данные растяжки сгруппированы в две пары, лежащие в отдельных плоскостях, так что каждая из данных плоскостей перпендикулярна по отношению к другой плоскости, а образующие каждую из таких пар и лежащие в одной плоскости растяжки ориентированы под острым углом одна к другой, отличающийся тем, что в состав компаратора введен успокоитель крутильных колебаний подвижной системы, выполненный в виде двух полых полированных валиков, каждый из которых помещен в резервуар с этилполисилоксановой жидкостью, а каждый из валиков одним концом присоединен к осям подвижной системы при помощи растяжек с большим противодействующим моментом, а другим концом через растяжки с малым противодействующим моментом присоединен к амортизационным пружинам, при этом каждый из резервуаров имеет отверстие для его заполнения этилполисилоксановой жидкостью и два отверстия для прохождения растяжек, выполненных с такими размерами, при которых этилполисилоксановая жидкость не вытекает из резервуаров.




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