Способ определения напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и измерительной технике и может применяться для измерения электрических величин. Целью изобретения является упрощение электронно-лучевого способа измерения. Новым является то, что сформированный электронный поток (например, ленточный) взаимодействует с продольным электрическим полем, создаваемым потенциалом сетки и распределенным потенциалом анода. Использование предлагаемого способа позволит существенно упростить устройства измерения. 2 ил.

Изобретение относится к электро- и измерительной технике и может применяться для измерения электрических величин.

Известны электромагнитные и магнитоэлектрические способы измерения токов и напряжений. Они включают в себя измерение величины электромагнитного взаимодействия либо измерительной рамки с током с заданным магнитным полем, либо сердечника с полем измерительной катушки.

Недостатком этих способов является их инерционность из-за наличия механических элементов в измерительных устройствах.

Известны также аналого-цифровые способы измерения напряжения, которые заключаются в электронном сравнении опорного и измеряемого сигналов.

Недостатком этих способов является то, что устройства, позволяющие реализовать эти способы, представляют собой сложные электронные приборы.

Наиболее близким к изобретению техническим решением, реализующим способ измерения напряжения, является способ, реализованный в датчике, принцип действия которого заключается в формировании электронного потока и его взаимодействии с результирующим полем, создаваемым поперечным полем плоскопараллельных измерительных электродов и потенциалом измеряемого сигнала, а измерение величины этого взаимодействия осуществляется измерением электрического заряда на дополнительных плоских электродах (анодах).

Недостатком способа измерения, реализуемого в датчике, является невозможность визуального отображения информации на люминесцентном экране из-за оседания электронного потока на дополнительных плоских электродах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Цель достигается тем, что по способу измерения напряжения, включающему взаимодействие электронного потока с электрическим полем и измерение величины его отклонения, согласно изобретению формируют ленточный электронный поток, на который воздействуют продольным электрическим полем, образованным двумя сетками, на одну из которых подают измеряемый потенциал, а на другую распределенный опорный потенциал, а величину измеряемого напряжения определяют по изменению ширины ленточного электронного потока.

Сопоставительный анализ прототипа и предлагаемого способа показывает, что предлагаемый способ отличается расширенными функциональными возможностями из-за применения продольного электрического поля, образованного двумя сетками, на одну из которых подают измеряемый потенциал, а на другую распределенный опорный потенциал. На основании этого можно сделать вывод о том, что предлагаемый способ отвечает критерию изобретения "новизна". Анализ патентной и научно-технической литературы не выявил признаков, сходных с отличительными признаками предлагаемого способа, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа критерию "существенные отличия".

Предлагаемый способ может быть реализован, например, при помощи устройства, представленного на фиг. 1. Устройство содержит инжектор 1, электродинамическую систему 2, образованную из измерительной сетки 3 и сетки 4 с распределенным потенциалом, делитель 5 напряжения, источник 6 питания, катодолюминофор 7, источник 8 управляющего напряжения, вакуумный объем 9.

В качестве инжектора 1 может быть использовано известное устройство, выполненное, например, на базе накального или безнакального катода. Электродинамическая система 2 включает в себя измерительную сетку 3 и сетку 4 с распределенным потенциалом, выполненные, например, в виде параллельных металлических проводов, разделенных изолирующими промежутками. В качестве делителя 5 напряжения может быть использован, например, резистивный делитель. Источником 6 питания может служить стандартный источник напряжения. В качестве катодолюминофора 7 может быть использовано устройство, выполненное, например, аналогично экрану электронно-лучевой трубки. Источником 8 ускоряющего напряжения может служить стандартный источник напряжения.

Формирование ленточного электронного потока осуществляется инжектором 1. Продольное электрическое поле формируется электродинамической системой 2, состоящей из двух сеток 3 и 4, на одну из которых подается измеряемый потенциал, а на другую распределенный опорный потенциал.

Устройство для реализации предлагаемого способа функционирует следующим образом.

Ленточный электронный поток заданных линейных размеров, сформированный инжектором 1, поступает в электродинамическую систему 2, на измерительную сетку 3 которой подается измеряемый электрический импульс, а на сетку 4 от источника 6 питания через делитель 5 напряжения подается распределенный опорный потенциал. Электронный поток при взаимодействии с продольным электрическим полем, создаваемым между сетками 2 и 3, меняет свои линейные размеры и регистрируется на катодолюминофоре 7. По размеру светящейся области катодолюминофора, в частности по ее длине, вычисляют величину измеряемого напряжения.

Рассмотрим более подробно взаимодействие ленточного электронного потока с полем электродинамической системы (фиг. 2). Предположим, что на измерительную сетку 3 подано постоянное положительное напряжение, а на сетке 4 распределен опорный потенциал -U_A-0- +U_A. Формируемый инжектором 1 ленточный электронный поток е^- шириной l, проходя через измерительную сетку 3, проходит далее через сетку 4 только в той части, где ее потенциал выше потенциала сетки 3, т. е. ширина ленточного потока меняется от l до l₁, и, попадая на катодолюминофор 7, он высвечивает на нем участок с линейным размером l₁. По величине l₁ можено судить о величине потенциала сетки 3, т.е. о величине измеряемого напряжения.

Таким образом, предлагаемый способ определения напряжения имеет более широкие функциональные возможности. Расширение функциональных возможностей заключается в возможности визуального отображения измеряемого напряжения.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ, включающий взаимодействие электронного потока с электрическим полем и измерение величины его отклонения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, формируют ленточный электронный поток, на который воздействуют продольным электрическим полем, образованным двумя сетками, на одну из которых подают измеряемый потенциал, а на другую - распределенный опорный потенциал, а величину измеряемого напряжения определяют по изменению ширины ленточного электронного потока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2