Номер патента: 985747

Автор: Рутман

ZIP архив

Текст

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ ои 985747 Союз СоветскихСоциалистичесиихРеспублик(22)Заявлено 12,06,81 (2) 3301362/18-10с присоединением заявки Эй(51). Кл. С 01 Р 15/08 3 Ъеудврствишых кетаитет СССР в делам нэабретений н открыткаДата опубликования описания 04.01,83(72) Автор изобретения И, Рутман Московский вечерний металлургически 1) Заявитель НПЛАТРОН к изм назнач скорен о- а 1Изобретение относитсяе рительной технике и пред енодля измерений линейных у ий иугловых скоростей.Среди известных устройств, предназначенных для измерения укаэанныхпараметров движения, перспективнымиявляются газоразрядные устройства, . названные в измерительной техникеинплатронами и являющиеся высокочувоствительными измерителями параметровдвижения, теоретическое разрешениекоторых по рскорению находится в диапазоне 10" -10 д.Известен инплатрон, содержащийкатод, два анода с включенным междуними измерительным прибором и источ ником питания Г 1 3.Недостатком данного прибора является довольно малое разрешение, не щпревышающее на практике 10 д, Этосвязано с относительно высоким (ирядка 10 д) шумовым уровнем инплтронов, присутствующим в виде произвольно меняющегося электрического фона на измерительных электронахи заглушающего измеряемый (информа"тивный) электрический отклик сравнимого уровня,Наиболее близким к предлагаемомуявляется инплатрон, содержащий катоди два анода, источник питания, резистор, включенный между катодом и минусовой клеммой источника, два резистора, включенные между анодами и плюсовой клеммой источника, функциональйый усилитель, корректирующее устройство, подключенное к выходу функционального усилителя и измерительустройство, включенное между анодами 1,2 .Недостатком известного устройстваявляется то, что отрицательная обратная связь, осуществляемая по, электрическому сигналу на измерительныхэлектродах, наряду с шумовым фономв трубке отрабатывает и измеряемый(информативный) электрический отклик, 3 98571так как их нельзя различить при изме-,рении произвольного, на детерминированного процесса движения, Нарядус подавлением шумового фона в инплатроне происходит подавление и изме 5ряемого (информативного) электрического отклика, При этом чувствительность инплатрона загрубляется настолько, что выигрыша не происходит,и задача практического повышения точности инплатрона остается снова не.решенной,.Цель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цель достигается темчто в инплатрон, содержащий катоди два анода, источник питания, резистор, включенный между катодом и минусовой клеммой источника, два резистора, включенные между анодами и плю, совой клеммой источника,функциональный усилитель, корректирующее устройство, подключенное к выходу функционального усилителя и измерительноеустройство, включенное между анодами, введены два последовательно соединенные резистора, включенные параллельно источнику питания, а входыфункционального усилителя подключенык катодуи к средней точке дополнительных резисторов.На фиг, 1 приведена схема предлагаемого инплатрона с электрическойобратной связью, на фиг, 2 - то же,с магнитной обратной связью,Инплатрон с электрической обратной связью (фиг. 1) представляет. собой газоразрядную трубку 1, кото рая содержит штыревой катод 2, двадифференциальных анода 3 и два Х-по 40перечных электрода Й для введения винплатрон электрической обратнойсвязи. Электрическая схема включения Инплатрона 1 содержит ограничивающий разрядный ток 1 Р инплатрона45резистор 5 и переменные резисторы 6и 7, образующие два наружных плечачетырехплечевого измерительного моста (два других плеча измерительн 9 гомоста образуют,-.газоразрядный промежуток инплатрона). Электрическая схемавключения инплатрона содержит двапоследовательно соединенных резистора 8 и 9. Между катодом 2 и среднейточкой резисторов 8 и 9 включенывходы функционального усилителя 10.Для съема выходного напряжения служит измерительный прибор 11, включенный между анодами 3. Цепь из последо 7 4вательно соединенных резисторов 8 и9 включена параллельно цепи, состоящей из резистора 12 и источника11 питания,В случае магнитной обратной связи Х"поперечные электроды 4 заменяют.ся Х-поперечным электромагнитом 11(фиг, 2).Инплатрон с обратной связью работает следующим образом.При включении в разрядном промежутке инплатрона возникает слабоконтрагированный разряд, Разряд чувстви- .телен к силам инерции и гравитациии при ускоренном перемещении инплатрона в Х-направлении квазиупруго смещается относительно его дифференциальных анодов 3, Смещение разрядаприводит к перераспределению разрядных анодов 3. Смещение разряда приводит к перераспределению разрядныхтоков 1 и 1 2 на дифференциальныханодах 3 и в наружных плечах 6 и 7измерительной мостовой схемы, Приэтом в измерительной диагонали мостовой схемы между дифференциальными анодами 3 возникает электрический отклик д О,пропорциональный ускорению Ч инплатрона. Величина этого отклика регистрируется гальванометром 11 и принимается в качествемеры измеряемого ускорения.При измерении малых линейных ускорений И электрический отклик ьОзаглушается неупорядоченным электрическим фоном, постоянно присутствующим на дифференциальных анодах 3инплатрона, которые дополнительновыполняют функцию измерительных электродов. Этот же фон присутствуети в измерительной диагонали моста,где снимается измеряемый (информативный) отклик,Шумовой фон, присутствующий наанодах 3, можно существенно подавить, не ослабляя при этом в значительной мере измеряемый информативный электрический отклик. Дело в том, что шумовой фон в инплатроне во многом связан с неучитываемыми изменениями его разрядного тока, возникающими вследствие самых разных причин: из-за изменения температурного режима работы инплатрона, если изменяется окружающая температура или влажность, изза нестабильности горения разряда в катодном пятне, из-за различных35 токов неустойчивостей в разряде имногих других причин,Непосредственное изменение разрядного токав цепи инплатронаприводит к разбалансу его мостовойизмерительной схемы и к появлениюв измерительной диагонали моста между дифференциальными анодами 3 ложного электрического отклика, Вместес тем, дебаланс измерительной схемыЬО, достигнутый принудительным смещением разряда под действием силинерции или действия сил электрического или магнитного происхождения,приводит к изменению разрядного тока)Р в цепи инплатрона. Изменение разрядного тока р во всех случаях приводит к синфазным изменениям напряжения аО, падающего на газоразрядной трубке 1 инплатрона,2 ОВ рОтносительное изменение О дляобоих случаев изменения разрядноготока р (непосредственным или принудительйым смещением разряда) неодинаково, оно больше в первом случаеи меньше во втором, т.е,0 т о, Р)дЪ.где с(. О =Г(р) - относительное1 6изменение дОр на газоразрядной трубке 1 инплатрона и электрицескогоотклика Ю в измерительной диагонали,мостовой схемы, вызванное непосредственным изменением разрядного тока 1 Р в цепи инплатрона,50 рс(, = - = Г(Ф)- относительное измене 2= аЗние этих же величин, но вызванное принудительным смещением разряда под действием сил инерции при уско 40ренном движении инплатрона (или силами электрического или магнитногопроисхождения).Полученный результат ( 1 1 жесткосвязан с особенностями работы газораз 45рядного промежутка в инплатроне.Газоразрядный промежуток в инплатроне, образующий два внутренних плеча его мостовой измерительной схемы,представляет собой два постоянно не 50уравновешенных токовых канала, проводимость которых нелинейным образом. зависит от разрядных токов 11 ив них. Эти каналы совместно с резисторами 6 и 7 образуют цетырехплециймост, равновесное состояние которо 55го определяется следующими двумя условиями:11 Г 5 1 2 г 4 (2) 1 Р=11+12, (5)где г 1=1 и г=Г(1,2) - внутренниеплечи моста, сопротивление которыхзависит от разрядных токов )1 и ) внихг 5 и г 4 - наружные плечи моста,определяющиеся величиной резисто- .ров б и 7,р - полный разрядный ток в газоразрядном промежутке инплатрона.Иэ условия (2) и (3) следует, чторавновесие мостовой измерительнойсхемы инплатрона зависйт от постоянства полного разрядного тока Р в егоразрядном промежутке и от локального перераспределения 1 иэтоготока между каналами в разрядном промежутке,Оба условия (2) и (3) взаимосвя"заны и,изменение одного из них вызывает изменение другого,Изменение разрядного токар в ин"платроне приводит к неравновесномуперераспределению токов 1 и 1 вканалах разрядного промежутка и к появлению в измерительной диагоналимоста между дифференциальными ано"дами 3 ложного электрического отклика д О, Одновременно с этим происходит синфазное изменение падениянапряжения дОР на разрядном промежутке инплатрона,Разрядный промежуток инплатронав случае принудительного смещенияразряда 14 относительно диференциальных анодов 3 под действием силинерции, а также электрических .илимагнитных (лоренцовских) сил ведетсебя иначе.В последнем случае также происходит локальное перераспределениеразрядных токов1 имежду каналами газоразрядного промежутка, которое приводит к электрическому разбалансу мостовой измерительной схемыинплатрона и к появлению электричесКого отклика аО на анодах 3. Однакопри этом локальное перераспределение токов 1 и.в разрядном промежутке тока р=+1 и, вследствиэтого, на падении напряжения на газоразрядном промежутке инплатрона.Таким образом, во всех случаях,связанных с непосредственным изменекием разрядного тока р инплатрона,существует взаимосвязь между колебаниями напряжения на газораэрядномпромежутке и ложным электрическим98574 У Формула изобретения разбалансом дО на измерительных электродах инплатрона, В тоже время этасвязь в значительной мере ослабляется, если разряд смещается относительно анодов 3 под действием инер-. 3ционных, электрических или магнитных(лоренцовских) сил.Это дает возможность охватить га"зоразрядный промежуток в инплатроне отрицательной электрической или 10магнитной обратной связью по изменению падения напряжения дОр на разрядном промежутке и осуществить засчет этого разделения шумового и измеряемого (информативного) откликов дО,Для этого в случае электрическойобратной связи Х-поперечные электроды 4 через функциональный усилитель10 подключаются к средней точке резисторов 8 и 9 и катоду 2.При магнитной обратной связи такподключается электромагнитная катушка 14 .(фиг. 2) .При электрической обратной связи возникающая разность потенциаловдОр подается через функциональныйусилитель 10 на Х-поперечные электроды 4 инплатрона. Под воздействиемэлектрического поля Х-поперечных З 0электродов 4 разряд 14 смещается относительно дифференциальных анодов3 и баланс измерительного моста,нарушенный изменением разрядного тока 1 Р из-за внешних негативных при- зчин, восстанавливается.При магнитной обратной связи принудительное смещение разряда осуществляется полем Х-поперечного электромагнита 15 (фиг. 2),40Обратная связь работает следующимобразом, 1 сли в измерительной диагонали моста появляется электрическийотклик дО за счет принудительногосмещения разряда под действием силинерции, обратная связь отрабатывает его , но с меньшим усилением,чем ложный (шумовой) отклик, свя,занный с непосредственным изменением разрядного тока р из-за действиявнешних негативных причин. 8В результате, если глубина ( коэф. фициент усиления) обратной связи Кос= дсоответствует полному (оптимальйому) подавлению шумового отклика не превосходит величину д 00-Ь 1 02д= - :, (а)1 1 о 01где дО 0 - измеряемый (информативный) электрический отклик в измерительной диагонали моста, неослабленный обратной связью, дЦ - измеряемый (информативный) отклик ослабленный обратной связью.Применение изобретения позволяет повысить точность измерения малых величин ускорений за счет повышенной разрешающей способности прибора. Инплатрон, содержащий квтод и дваанода, источник питания, резистор,включенный между катодом и минусовойклеммой источника, два резистора,включенные между анодами и плюсовойклеммой источника, функциональныйусилитель, корректирующее устройство, подключенное к выходу функционального усилителя, и измерительное устройство, включенное между анодами,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измерений, в него введены два .последовательно соединенных резистора, включенных параллельно источнику питания, а входы функционального усилителя подключены к катоду и к среднейточке дополнительных резисторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Лившиц И,А, К определению порога чувствительности и разрешающей способности инплатронов. Журналтехнической физики. 1976, т. 46,Н 4, с, 845, рис. 1.2, Иориш Ю,И, Инфранизкочастотные колебания в газовом разряде, Журнал технической физики. 1980, т. 50,Н 5, с. 1002, рис, 5 (прототип).илиал ППП "Патент", г. Ужгород НИИ аказ 101 б 1-/ 985717 ираж 8 одписное Проектная,

Смотреть

Заявка

3301362, 12.06.1981

МОСКОВСКИЙ ВЕЧЕРНИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

РУТМАН АЛЕКСАНДР ИЗРАИЛЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01P 15/08

Метки: инплатрон

Опубликовано: 30.12.1982

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-985747-inplatron.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Инплатрон</a>

Похожие патенты