Электрический нулевой индикатор

Б. Н, Петров Электрический нулевой индикаторЗаявлено 19 августа 1944 года в Народный комиссариат электропромышленности СССР за546 (334356) Основное авторское свидетельство66943 от 31 августа 1946 года на имя того же лица Опубликовано 31 августа 1947 годаВ основном авторском свидетельстве66943 описано электрическое измерительное устройство, состоящее из измерительного прибора с указателем и электроннолучевого усилителя, управляющего тиратроном или электронной лампой.Особенность этого устройства заключается в том, что подвижная система прибора заключена вместе с электроннолучевым усилителем в общий эвакуированный сосуд и расположена таким образом, чтобы указатель при своем перемещении пересекал электронный луч, совершающий периодические колебания, с целью использования возникающих при этом импульсов для управления тиратроном или электронной лампой.В отличие от описанного измерительного устройства, предназначенного для управления анодным током тиратрона или электронной лампы, предлагаемый, согласно настоящему изобретению, нулевой индикатор, выполненный также в виде заключенных в общий эвакуированный сосуд нулевого измерительного прибора и электроннолучев ого усилителя, служит для непосредственного управления исполнительным механизмом, например реверсивным сервомотором,Особенность предлагаемого нулевого индикатора состоит в том, что указатель нулевого прибора выполнен в виде раздвоенной стрелки с концами различной длины, расстояние между которыми соответствует полному отклонению прибора, а электронный луч описывает эллипс, пересекающий тот или другой конец указателя для возбуждения импульсов, зажигающих соответствующий из тиратронов, включающих сервомотор на вращение со скоростью, пропорциональной отклонению контролируемой величины от установленного значения.На фиг, 1 - 3 показан предлагаемый нулевой индикатор в трех проекциях (на фиг. 3 - разрез по линии 1 - 1 фиг, 1), на фиг. 4 - кривые тока и напряжения в тиратроне,Как выше указывалось, нулевой индикатор выполнен в виде нулевого измерительного прибора и электрон 163нолучевого усилителя, заключенных в общий эвакуированный сосуд. Стрелка 1 индикатора выполнена раздвоенной, с концами разной длины, покрытыми эмитирующим слоем с высоким коэфициентом вторичной эмиссии. Расстояние между концами равно ширине всей шкалы прибора, Перед отогнутыми концами расположен коллектор 3 вторичных электронов, К стрелке У и коллектору 3 приложено напряжение и в их цепь включена первичная обмотка сеточного трансформатора 2.Сеточный трансформатор 2 имеетдве вторичные обмотки, которые включены между сетками и катодами двух тиратронов 4 и 5, присоединенных к источнику переменного тока.Последовательно с тиратронамивключены измерительный прибор, якорь реверсивного двигателя 7 с независимым возбуждением и моментный двигатель или какой-либо другой прибор, в зависимости от схемы, в которой работает нулевой индикатор, На сетки тиратронов подано отрицательное смещение, запирающее их.К пластинам (или катушкам) развертывающей системы электроннолучевого прибора, отклоняющим электронный луч в вертикальном направлении, приложено напряжение переменного тока, совпадающее по фазе с анодным напряжением тиратронов, а к пластинам, отклоняющим луч в горизонтальном направлении - напряжение, сдвинутое по фазе на 90 по отношению к анодному напряжению, Регулировкой амплитуд напряжений, приложенных к отклоняющим пластинам, добиваются, чтобы траектория В электронного луча (фиг. 3) имела форму вытянутого эллипса, горизонтальный диаметр которого был бы равен расстоянию между концами стрелки 7, а вертикальный не превышал 3 - 4 мм, Активные поверхности конусов стрелки прибора расположены, как указывалось выше, на различной высоте с таким расчетом, чтобы электронный луч мог пересекать низкий рожок только тогда, когда он описывает нижнюю часть своей траектории, а активную поверхность высокого рожка - только при 64 движении по верхней части траектории. Чтобы избежать ложных импульсов на ту часть высокого конца, которая находится на уровне низкой, одевается изолирующая стеклянная трубочка б (фиг. 3),При нулевом значении измеряемой величины, когда стрелка 7 индикатора находится в среднем положении, вся траектория луча укладывается между концами стрелки,и луч не пересекает ни одного из них, При возрастании измеряемой величины в одном направлении стрелка отклоняется вправо(фиг. 4-а),и электронный луч, описывая верхнюю часть траектории В, пересекает высокий конец, причем в цепи стрелка У - коллектор 3 вторичных электронов проходит ток и на сетки тира- тронов подаются импульсы напряжения СУ., и У., Тиратрон 4, у которого в эту часть периода анод будет положителен относительно катода, зажжется. Фаза импульса зажигания тиратрона будет определяться положением стрелки прибора, а среднее значение анодного тока У,тира- трона будет пропорциональна измеряемой величине. При возрастании измеряемой величины в противоположном направлении стрелка (фиг.4-б) отклоняется влево и электронный луч будет пересекать низкий конец в течение другого полупериода, когда он проходит нижнюю часть траектории. При этом будет зажигаться второй тиратрон 5 и ток 7, через прибор в анодной цепи тиратронов или через якорь реверсивного двигателя будет проходить в противоположном направлении,Таким образом движение стрелки прибора, включенного в анодную цепь тиратронов, будет повторять движение стрелки нулевого индикатора, а в схеме с реверсивным двигателем скорость последнего будет пропорциональна отклонению измеряемой величины от нулевого значения, а направление вращения будет зависеть от знака отклонения.Для установления определенной величины зоны нечувствительности устройства (фиг, 4) перед концамй стрелки 7 помещаются экраны 8 и О,расстояние между которыми делается на определенную величину меньшим расстояния между отогнутыми концами стрелки У. Зону нечувствительности можно изменять также, изменяя амплитуду напряжения, отклоняющего луч в горизонтальном направлении, и, следовательно, изменяя горизонтальный диаметр траектории луча.Каждый из концов стрелки может иметь самостоятельный вывод и может быть изолирован от другого конца, При этом концы соединяются по отдельности с сетками тиратронов, В этом случае электронный луч может совершать прямолинейные возвратно-поступательные движения под действием только одного напряжения, отклоняющего луч в горизонтальной плоскости.Для точной установки стрелки прибора на нуль, вместо обычного механического способа, может быть применена схема с нормальным элементом Вестона или каким-либо другим источником постоянного напряжения, в которой постоянный ток создает дополнительный момент, корректирующий положение стрелки,Предлагаемый нулевой индикатор может быть построен без использования эффекта вторичной эмиссии. В этом случае прибор выполняется без коллектора 3 вторичных электронов, и между стрелкой 7 и катодом прикладывается положительное напряжение,Нулевой индикатор с встроенным электронно-лучевым усилителем может быть использован в автоматических потенциометрах, в следящих устройствах, в схемах автоматических регуляторов, в схемах автоматического управления и т, д. Предмет изобретенияЭлектрический нулевой индикатор для непосредственного управления исполнительным механизмом, например, реверсивным сервомото ром, выполненный согласно п. 1 авторского свидетельствабб 943 в виде заключенных в общий эвакуированный сосуд нулевого измерительного прибора и электроннолучевого усилителя, от ли чающий с я тем, что указатель нулевого прибора выполнен в виде раздвоенной стрелки с концами различной длины, расстояние между которыми соответствует полному отклонению прибора, а электронный луч описывает эллипс, пересекающий тот или другой конец указателя, для возбуждения импульсов, зажигающих соответствующий из тиратронов, включающих сервомотор на вращение со скоростью, пропорциональной отклонению контролируемой величины от установленного значения.