Электростатический вольтметр

н 1630588 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) Дата опубликования опцс 2) Автор изобретения(71) Заявитель 54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ВОЛЬТМЕТ Изобретение относится к электроизмсрительной технике и предназначено для точного измерения высокого напряжения постоянного и переменного тока и для применения в качестве образцовых приборов при поверке и аттестации высоковольтных измерительных приборов и устройств, в том числе делителей напряжения постоянного тока при номинальном напряжении, а также делителей и измерительных трансформаторов напряжения при номинальном напряжении в широком диапазоне частот.Известно устройство для точного измерения высокого напряжения постоянного и переменного тока, состоящее из двухэлсктродной плосконараллельной системы с чувствительным элементом в виде притягивающего диска н изменяющимся расстоянием между электродами, расположенными в всртикальнои плоскости, в котором низковольтныи (заземленный) электрод оснащен тензодатчиками и нуль-индикатором, служащими для определения момента компенсации электростатической силы, отклоняющей подвижной диск механической силой, вызванной действием подвешенного груза известной массы 1.Недостаток этого устройства состоит в невысокой точности измерения высокого напряжсния, что в основном обусловлено низким порогом чувствительности нулевого устройства и высокой напряженностью поля между электродами.Известен также электростатический вольт метр, состоящий из подвижного и неподвижного дисковых электродов, расположенных один над другим, электромагнитов с обмотками возбуждения, управления и магнитопроводами, генератора, фазовращате 1 д ля, выпрямителя и частотомера, в которомподвижной диск подвешен на гибких растяжках, а выходы генератора один последовательно, а другой через фазовращатсль и выпрямитель соединены с обмотками элск тромапштов, и к выходу генератора подключен частотомер 2.Точность этого устройства невысока нз-занизкой чувствительности нулевого устройства.20 Целью изобретения является повышениеточности измерения высокого напряжения постоянного и переменного тока.Поставленная цель достигается тем, чтов электростатическом вольтметре, состоя щсм цз подвижного и неподвижного дисковых электродов, расположенных один над другим, электромагнитов с обмотками возбуждения, управления и магнитопроводами, генератора, фазовращателя, выпрямителя, 30 частотомера, в котором подвижной диск50 55 подвешен на гибких растяжках, а выходы генератора один непосредственно, а другой через фазовращатель и выпрямитель соединены с обмотками электромагнитов, и квыходу генератора подключен частотомер, подвижной электрод выполнен в виде стакана, растяжки расположены в плоскости дна стакана и стенки стакана охвачены магнитопроводами электромагнитов,На фиг, 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 дан разрез электромеханической системы,Устройство представляет собой двухэлектродную плоскопараллельну 1 о систему, состоящую из высоковольтного неподвижного электрода 1 с закругленными краями, низковольтного (заземленного) подвижного электрода 2, представляющего собой тонкостенный алюминиевый диск с загнутыми краями (стакан), который подвешен на взаимно перпендикулярных горизонтальных растяжках 3, пружинок 4, к которым прикреплены наружные концы растяжек 3, защитного кольца 5 с закрученными краями, магнитопроводов б и 7, обмоток 8, 9, крестовины 10, на которой укреплены пружинки 4 и магнитопроводы 6 и 7, платформы 11, генератора 12, фазовращателя 13 на 90, выпрямителя 14, частотомера 15, вольтметра 10. Электрод 2, подвешенный на растяжках 3 и охваченный магнитопроводами б и 7 с управляемыми обмотками 8 и обмотками 9 возбуждения образуют электромеханический резонатор крутильных колебаний, Генератор 12, фазовращатель 13 и выпрямитель 14 составляют возбудитель крутильных колебаний. Электрод 2 и средняя часть крестовины 10 образуют воздушный демпфер, предотвращающий поперечные колебания диска. Электроды 1, 2 и защитное кольцо 5 выполнены полированными.Устройство работает следующим образом,Измеряемое напряжение подводится к высоковольтному электроду 1 и корпусу приоора, с которым электрически соединен низковольтный электрод 2.В момент компенсации веса низковольтного электрода 2 силой электростатическоговзаимодействия между электродами собственная частота его крутильных колебаний становится минимальной.Колеблющийся вращающий момент создается с помощью генератора 12, частотозадающей цепью которого являются обмотки 8. Обмотки 9 подключены к выходу ге 10 15 20 ) 30 35 40 45 нератора 12 через фазовращатель 13 на 90 и выпрямитель 14. Обмотки 8 питаются синусопдальным током, обмотки 9 - пульсирующим током, сдвинутым относительно тока в обмотках 8 на 90,Г 1 сремснный и пульсирующий токи создают соответственно переменный и пульсирующий магнитные потоки, направленные перпендикулярно к загнутым краям электрода 2. Пронизывая электрод 2, они индуцируют в нем вихревые токи. Взаимодействие потоков с токами в электроде 2 вызывает его крутильные колебания. С уменьшением частоты крутильных колебаний электрода 2, вызванным уменьшением напряжения гибких растяжек 3, индуктивное сопротивление обмотки управления возрастает, что эквивале тно параллельному колебательному контуру. На резонансной частоте сопротивление обмотки управления и напряжения на ней становятся максимальными,Изменяя расстояние между электродами1 и 2 до получения максимальной амплитуды и минимальной частоты крутиль ых колсба ий электрода 2, которые определяются по частотомеру 15 и вольтметру 1 б, находят напряжение, приложенное к электроду 1,Формула изобретенияЭлектростатический вольтметр, состоящийиз подвижного и неподвижного дисковыхэлектродов, расположенных один над другим, электромагнитов с обмотками возбуждения, управления, и магнитопроводами, генератора, фазовращателя, выпрямителя, частотомера, в котором подвижной диск подвешен на гибких растяжках, а выходы генератора один непосредственно, а другой через фазовращатель и выпрямитель соединены с обмотками электромагнитов, и к выходу генератора подключен частотомер,отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, подвижнойэлектрод выполнен в виде стакана, растяжки расположены в плоскости дна стакана истенки стакана охвачены магнитопроводамиэлектромагнитов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Векслер Н. С, Измерительные приборыс электростатическими механизмами. Л.,Энергия, 1974, с. 80, рис. 3 - 17,6.2. Новицкий П. В. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л., Энергия, 1970, с. 110, рис. 4 - 1,630588 Щыг,Рог Л Редактор Т. Рыбалова Заказ 1817/12 Изд.686 Тираж 1080 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 5 К, Раушская паб., д. 4/5