Преобразователь постоянного электрического напряжения в импульсный сигнал

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфез СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51 М. Кп. з 6 01 Н 19/25 с присОединением заявки Мо Государственный комитет СССР ао делам изобретений и открытий;цт 1 нтф цЛенинградский ордена .Октябрьской Революции,и 4 оцрщуцЯО(А%Трудового Красного Знамени технологический Институтим. Ленсовета рБЛИОПМй(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ИМПУЛЬСНЫЙ СИГНАЛИзобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано в технике высоких напря,.жений для преобразования постоянного высокого напряжения в импульс" ный сигнал.Известны частотные преобразователи постоянного напряжения, содержащие электроды, помещенные в диэлект.рическую жидкость электропроводящее тело во взвешенном состоянии между электродами (1).Недостатками известных преобразователей являются низкая надежность, обусловленная тем, что при случайном возникновении электрического разряда между электродами выходит из строя регистрирующая аппаратура (устлитель частотомер), а также нифсая чувствительность из-за применения жидкой среды, в которой ; взвешено электропроводящее тело, испытывающее гидродинамическое сопротивление при своем движении. Причем размер электропроводящего тела не может быть уменьшен с целью понижения гидродинамического сопротивления, так как от его величин существенно зависит амплитуда выходных импульсов преобразователя.,Цель изобретения - повышение надежности и чувствительности преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что преобразователь постоянного напряжения в импульсный сигнал, со- . держащий герметичный корпус, электроды и сферическую электропроводящую макрочастицу, расположенную в межэлектродном зазоре, снабжен .пьезоэлектрическими пластинами, расположенными рабочей гранью со стороны электродов, а металлические прокладки, размещенные на противоположных гранях пьезоэлектрических пластин, соединены с выходом преобразователяИспользование пьезоэлектрических пластин, выполненных из пьезокерамнческого материала с высоким пьезоэлектричеСким модулем, а также за.мена жидкой среды, заполняющей преобразователь, на газообразную повышает чувствительность преобразователя, а надежность повышается за счет развязки высоковольтной цепи от низковольтной.На чертеже схематически показан предлагаемый преобразователь пос 970248тоянного электрического напряженияв импульсный сигнал,Преобразователь содержит герметический корпус 1, крышку 2, электроды 3 и 4, причем электрод 4 соединен с заземленным корпусом, электропроводящую частицу 5, пьезоэлектрические пластины 6 и 7, выполненныеиз титаната бария (ВаТ 10 ь ) в видекерамики, которые крепятся к электродам 3 и 4 при помощи клея, обла- Одающего высокой электрической прочностью, и тонких заземленных металлических пластинок 8 и 9. Металлические прокладки 10 и 11 соединеныдруг с другом и выходом 12, прохо-.дящим через втулку 13 из хорошоизолирующего материала. Вход 14через высоковольтный разъем 15, через изоляционную втулку 13 соединенс электродом 3. Межэлектродная 20область ограничена диэлектрическимкольцом 17 и заправлена через клапан16 диэлектрической средой, обладающей высокой электрической прочностью,например азотом под давлением 510 атмосфер, или вакуумирована, Вхойпреобразователя соединен с входомрегистрирующего прибора, например,с числовым частотомером-хронометромтипа Ч.Преобразователь работает следующимобразом.Преобразуемое напряжение подаетсяна вход 14 преобразователя, при этомэлектропроводящая частица 5 начинаетсовершать колебания между электродами 3 и 4. В результате удара частицы5 об электрод 4 создается. давлениена пьезоэлектрическую пластину 7. Врезультате между выходом 12 и заземленным электродом 4 возникает импульс напряженияП - 2 Я - 2Я р (1)С +С С +С Р где ц - заряд, возникающий на пластине 7;С . - емкость преобразователя;С - емкость проводов и входнойоцепи регулирующего прибора;- пьезоэлектрический модулькерамической пластины (длятитаната бария ВаТЮ 5 =р 10710 к/н);Я - поверхность, подверженнаядавлению.Подобный процесс протекает при ураре частицы 5 о верхний электрод 3,Импульсы, напряжения, возникающие, в результате удара частицы об электроды, поступают на вход регистрирующей аппаратуры.Так как частота импульсов на входе преобразователя зависит от частоты ударов электропроводящей частицы об электроды, а частота ударов пропорциональна величине прикладываемого напряжения, получаемй = (ц) (2) где й - частота импульсов на выходепреобразователя;П - прикладываемое постоянноенапряжение.Испытания макетного образца преобразователя показали высокую чувствительность, помехоустойчивость и надежность. Погрешность преобразователя не превышала 4. В случаях пробоя межэлектродного промежутка при превышении удельного значения преобразуемого напряжения работоспособность регистрирующей аппаратуры не нарушалась, что подтверждает высо кую надежность преобразователя.Преобразователь прост в изготовлении, имеет малые габариты и весДостоинством преобразователя является возможность. бесконтактных измерений параметров электростатических полей,. так как преобразователь имеет большое входное сопротивление к = 10". Ом и малую емкость С = 1 - 5 пф.Предлагаемаяконструкция преобразователя позволяет изменять диапазон преобразуемых напряженйй, путем выполнения одного из электродов подвижньм.Формула изобретенияПреобразователь постоянногоэлектрического напряжения в импульсный сигнал, содержащий герметический корпус, электроды и сферическуюэлектропроводящую макрочастицу, расположенную в межэлектродном зазоре,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности и чувствительности, он снабжен пьезоэлектрическими пластинами, расположенными рабочей гранью со стороныэлектродов, а металлические прокладки, размещенные на противоположных гранях пьезоэлектрических пластин, соединены с выходом преобразователя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 256354, кл. Р 15 В 5/00, 1968.филиал ППП фПатентфф, г. ужгород, ул, Проектная акаэ 8380/54 Тираж ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Москва