Электрометрический динамический конденсатор

(21) 3425 (22) 15,0 (46) 15.0 (71) Бело научно-пр порошково (2) А.Л (53) 621 (56) .Илюк метрии, М рис.9-5.Калинч ние ика электро 6, с.168,Б.А., П угин О,А. МодуЛ.:Энергия, ры малых сигнал с.125,. рис.2 ер, постоянных Цель изобретести измерения. элемента 4 и происходит при ике 3 переменГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 342/24-214,825.86,Бюл. У 18русское республиканскоизводственное обьедий металлургииБарин и В.А,Генкин,317.7(088,8)ович А.М. Техн(57) Изобретение может быть использовано в электрометрических приборахдля измерения, напримэлектрических полей.ния - повышение точноПеремещение упругогоподвижной пластины 5возбуждении в сердечн ного магнитного поля. Помеха в виденаводки электрического поля со стороны катушки возбуждения 2 накладывается на постоянную разность потенциалов пластин 5 и 6. При этомобщий потенциал на пластинах 5 и 6будет иметь переменную составляющуюухудшающую точность преобразования.При измерениях разность потенциаловкомпенсируют до тех пор, пока зарядне станет равным нулю. При этом измеряемая разность потенциалов равнакомпенсируемой, Величина погрешностиможет быть уменьшена до нуля при условии, что з 1 п + созд =О, где (рразность между фазами колебаний пластины 5 и помехи, определяемая соотношением индуктивного и активногосопротивления катушки 2. Положительный эффект достигается при отклонении Ч от 45 в пределах +1 0 , т.е.соотношение между индуктивным и активным сопротивлением катушки 2 должно находиться в пределах 0,61-0,96.1 ил.озб Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано вэлектрометрических приборах для измерения, например, постоянных электрических полей, 5Цель изобретения - повышение точности путем оптимизации соотношенийфазы наводки электрического поля откатушки возбуждения с,фазой механических колебаний.На чертеже приведена схема электрометрического динамического конденсатора.Электрометрический динамическийконденсатор содержит корпус 1, размещенные в нем обмотку возбуждения 2 ссердечником 3, упругий элемент 4 сподвижной пластиной 5 и неподвижнуюпластину 6, Последняя расположена параллельно подвижной пластине 5, а катушка возбуждения 2 с сердечником 3расположена с обратной стороны относи.тельно упругого элемента 4 с подвижной пластиной 5.Злектрометрический динамический 25конденсатор работает следующим образом.Между пластинами 5 и 6 прикладывается измеряемая постоянная разностьпотенциалов, после чего на катушку 30возбуждения 2 подается переменноенапряжение, В сердечника 3 возбуждается переменное магнитное поле, которое обуславливает перемещение упругого элемента 4 и подвижной пластины 5,вследствие чего изменяется расстояниемежду подвижной 5 и неподвижной 6пластинами. Емкость между упомянутыми пластинами также изменяется, чтойриводит к преобразованию постоянного потенциала в пропорциональный емупеременный ток, протекающий черезэленурометрический динамический конденсатор,На постоянную разность потенциалов,15приложенную к пластинам 5 и 6, накладывается помеха в виде наводки электрического поля со стороны катушкивозбуждения 2. Общий потенциал напластинах динамического конденсатораимеет переменную составляющую, ухудшающую точность преобразованияЕ(с)=Е -Есоя(иТ+сР), (1)где Е - измеряемая постоянная разоность потенциалов;Еу - амнлитуда помехи;О - частота напряжения в уждения;разность между фазами колебаний пластины 5 и помехи.Используя метод комплексно гармонического анализа, определим погрешность преобразования путем анализа изменения заряда динамического конденсатора.Комплексная амплитуда-й гармоники заряда (=О, 1,2)ц - п и-д-Ц - , (2)(3) В соотношения (2) и (3) Кц - сопротивление переменному току, С начальная емкость динамического конденсатора, ш - относительное изменение расстояния между пластинами 5 и 6, 1 - мнимая единица,Комплексное изображение Е(1) бу- дет)фФПодст 2Чо 2 число кное дляР 1 л омплексно-сопряженОш2 г кнзаряда ( 1 =2) гда комплексно 1+ 1 С Второй гармонико ожно пренебречь, тамического конзображение зарядаенсатора равно4(1+о "н С го) СоЕо(7) мерени- нденсаего обпор, поулю, Притенциалов им услови соз( При электр ях с помощью д тора разность кладках компен ка заряц не с этом измеряема равна компенси Из выражени равенства нулю 2 (1+со Р. С, ) СС ) + шг ометрических инамического потенциалов сируют до те анет равным я разность и рующей. я (7) опреде заряда Я, / Ео - шЕИСо (зп1231467 Составитель А.ПучковскийРедактор А.Гулько Техред Л.Олейник Корректор А.Тяско Заказ 2561/50 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5где Е - величина погрешности, вносио.мая действием периодическойс частотой Я помехи.Величина погрешности может бытьуменьшена до нуля при условииедп + соеЦ = О. (1 О)Разность фаз 1 определяется сдвигом фаз между током возбуждения катушки 2 и напряжением на ней. т.е.соотношением между ее индуктивным иактивным сопротивлением. Для выпол/ 15нения. равенства (10) необходимо,чтобы8 Ц= - 1,Знак "-" показывает, что ток в катушке возбуждения 2 отстает от напря.20жения. Следовательно= 45 =0,78ю Е Ф сКр 4Положительный эффект достигаетсяопри отклонении д от 45 в пределахо 25+10 , поэтому соотношение между индуктивным и активным сопротивлениемдолжно находиться в пределах 0,610,96. Таким образом, выполнение катушки возбуждения с указанным отношением ее индуктивного сопротивления к активному обеспечивает повышение точности электрометрического динамического конденсатора. Формула изобретения Электрометрический динамический конденсатор, содержащий корпус, внутри которого укреплен упругий элемент с подвижной пластиной, с одной стороны упругого элемента расположена катушка возбуждения с сердечником, а с другой стороны - неподвижная пластина, параллельная подвижной пластине, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с цепью повышения точности, катушка возбуждения выполнена с отношением индуктивного сопротивления к активному, равным 0,61-0,96.Ф