SU110279A1 - Electrostatic comparator - Google Patents

Description

Предметом изобретени   вл етс  электростатический компаратор дл  измерени  мощности переменного тока, выполненный в виде квадрантного электрометра, в котором компенсирующий момент создаетс  напр жением посто нного тока, подаваемым на электроды.The subject invention is an electrostatic comparator for measuring AC power, made in the form of a quadrant electrometer, in which the compensating moment is created by a DC voltage applied to the electrodes.

В известных компараторах .этого типа источники посто нного и переменного напр жени  и тока включаютс  последовательно, а электроды электрометра соедин ютс  попарно.In the known comparators of this type, sources of direct and alternating voltage and current are connected in series, and the electrodes of the electrometer are connected in pairs.

К недостаткам такого включени  относ тс : возможность возникновени  паразитных св зей между цеп ми посто нного и переменного тока, несимметричность схемы относительно земли и необходимость иметь раздельные цепи тока и напр жени .The disadvantages of this inclusion include: the possibility of spurious connections between DC and AC circuits, asymmetry of the circuit with respect to the earth, and the need to have separate circuits of current and voltage.

Согласно изобретению, предлагаетс , с целью повыщени  точности измерений, разделить цепи переменного и посто нного тока и обеспечить симметрию неподвижных электродов квадрантного электрометра относительно земли.According to the invention, it is proposed, in order to increase the measurement accuracy, to separate the alternating and direct current circuits and to ensure the symmetry of the stationary electrodes of the quadrant electrometer with respect to the earth.

Изобретение может быть осуществлено в двух вариантахВ соответствии с одним из этих вариантов, смежные неподвижные электроды электрометра подключаютс  к двум последовательно соединенным одинаковым точным сопротивлени м , обтекаемым измер емым током, а измер емое напр жение подключаетс  к подвижному электроду и к общей точке упом нутых сопротивлений.The invention can be implemented in two ways. In accordance with one of these options, the adjacent stationary electrodes of the electrometer are connected to two series-connected identical exact resistances flowed by the measured current, and the measured voltage is connected to the moving electrode and to the common point of said resistances.

В другом варианте измер емое напр жение подключаетс  к двум последовательно соединенным сопротивлени м , между общей точкой которых и подвижным электродом электрометра включаетс  сопротивление , обтекаемое измер емым током .In another embodiment, the measured voltage is connected to two series-connected resistances, between which common point and the moving electrode of the electrometer includes a resistance flowing around the measured current.

На фиг. 1-3 представлены принципиальные электрические схемы вариантов выполнени  предлагаемого электростатического компаратора , где обозначены: Я, Яо, Яз, Я4 -неподвижные электроды электрометра , Л - его подвижный заземленный электрод. Смежные электроды Н, Н-2 подключены к двум последовательно соединенным точным сспротивлени м г, обтекаемым измер емым током I . (фиг. 1 ), а смежные электроды Яз, к двум последовательно соединенным сопротивлени м /, обтекаемым компенсирующим посто нным током. Измер емое напр жение подключено к подвижному электроду Л и к общей точке сопротивлений г. Из фиг. 1  сно, что напр жение электрода Н относительно земли U 11 ,. - - / J. г, а напр жение электрода Яг относительно земли Uz f/,. - + / ,. г Легко показать, что при УС.ЛОВИИ симметричности обеих систем суммарный вращающий момент М„1,, создаваемый измер емой мощностью переменного тока Р, составл ет: М„, (Ь. 1,--гГ-- (U, : 1.гГ -a-rl lJ .К Р,. Аналогично можно показать, что 1 и если i/.i / -/„ возвращающий момент М,,,, создаваемый посто нным током, также пропорционален мощности т. е. М /d „ 4 - /Г, Р,. Если К К, то при равновесии Р,.,, величину же Я„ можно весьма точно измерить потенциомером . Таким образом, в предлагаемом компараторе вращающий момент, пропорциональный компарируемой мощности, создаетс  двум  смежными электродами квадрантного электрометра, включенными по схеме дл  измерени  мощности, а возвращающий момент создаетс  двум  другими смежными электродами , также включенными по схеме дл  измерени  мощности, на которые подаютс  посто нные напр жени . С таким же успехом можно мощность переменного тока подвести по схеме, показанной на фиг. 2, т- е. подключить неподвижные электроды Н и HZ электрометра к двум последовательно соединенным одинаковым точным сопротивлеи м/ , к которым прикладываетс  измер емое напр жение U ., а измер емый ток / д- пропустить по опротивлению R, включенному 1между подвижны.м электродом Л и общей точкой упом нутых сопротивлений г. Схема компаратора, представленна  на фиг. 3, показывает воз.можность упрощени  операции его уравновещивани , повышени  точности и облегчени  измерени . Питание цепи посто нного тока осуществл етс  от делител  напр жени  R, все напр жение на котором приложено к неподвижным электродам Яз. Hi и контро.тируетс  потенциомером , а уравновешивание компаратора производитс  перемещением движка Ур этого делител , который электрически св зан с подвижным электродом, т. е. с изменением напр жени  послСлТнего относительно неподвижных э/юктродов Яз, Я.} носто нного тока. Если напр жение между движком У., и неподвижным электро- -|-А, то напр дом Яз равно жение между неподвижным электродом Н и подвижным э.тектродом Л будет - - АОтсюда возвращающий момент: М„з b-(U f/2,) --b-2U, .X Ki-Uo-X. Так как Ж,., М „,, то КР Д f/o А и, следовательно, положение движка делител  при равновесии вполне однозначно определ ет измер емую мощность. Предмет изобретени  1. Электростатический компаратор дл  измерени  мощности переменного тока, выполненный в виде квадрантного электрометра, в котором компенсирующий момент создаетс  напр жением посто нного тока , поданным на электроды, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности изл ерений путем разделени  цепей переменного н посто нного тока и обеспечени  симметрии неподвижных электродов относительно земли, смежные неподвижные электроды электрометра подключены к двум последовательно соединенным одинаковыд: точным сопротивлени м, обтекаемым измер емым током, а измер емое напр жение подключено к подвижному электроду и сбшоГг точке упом нутых соиротивленин.FIG. 1-3, the circuit diagrams of the embodiments of the proposed electrostatic comparator are shown, where are indicated: I, Yao, Yaz, Ya4 - stationary electrodes of the electrometer, L - its movable grounded electrode. Adjacent electrodes H, H-2 are connected to two series-connected exact resistances m g, flowing around the measured current I. (Fig. 1), and adjacent Yaz electrodes, to two series-connected resistances m /, streamlined by a compensating direct current. The measured voltage is connected to the moving electrode L and to the common resistance point g. From FIG. 1 it is clear that the voltage of the electrode H relative to the ground U 11,. - - / J. g, and the voltage of the Yag electrode relative to the earth is Uz f / ,. - + /,. d It is easy to show that with the symmetry of both systems, the total torque M 1 1, generated by the measured alternating current power P, is: M,, (L. 1, - Г ---- (U,: 1. rG -a-rl lJ .К Р,. It is similarly possible to show that 1 and if i / .i / - / „the returning time M ,,,, created by direct current, is also proportional to the power, i.e. M / d„ 4 - / Г, Р ,. If К К, then at equilibrium Р,. ,, the value of Я „can be measured very accurately with a potentiometer. Thus, in the proposed comparator, the torque, proportional to the compressed power, creates given by two adjacent electrodes of a quadrant electrometer connected in accordance with a circuit for measuring power, and the restoring moment is created by two other adjacent electrodes also connected in accordance with a circuit for measuring power to which constant voltages are applied. shown in Fig. 2, i.e., to connect stationary electrodes H and HZ of the electrometer to two series-connected identical resistances m /, to which the measured voltage U. is applied, and to measure the measured current / d - by the resistance R, switched on 1 between the movable meters by the electrode L and the common point of the mentioned resistances. The comparator circuit shown in FIG. 3 shows the possibility of simplifying the operation of balancing it, increasing accuracy and facilitating measurement. The power of the direct current circuit is supplied from the voltage divider R, all the voltage on which is applied to the stationary electrodes Jaz. Hi and is controlled by a potentiometer, and the comparator is balanced by moving the Ur slider of this divider, which is electrically connected to the moving electrode, i.e., the voltage of the last current relative to the stationary electromotive voltage of Yaz, Ya. If the voltage between the engine U., and the stationary electro- - | -A, then the voltage Yaz equals between the stationary electrode H and the moving electromode L - - - Here is the returning moment: М „з b- (U f / 2 ,) --b-2U, .X Ki-Uo-X. Since Ж,., М ,, ,, then КР Д f / o А and, therefore, the position of the slider at equilibrium completely unambiguously determines the measured power. The subject matter of the invention is: 1. An electrostatic comparator for measuring AC power, made in the form of a quadrant electrometer, in which the compensating moment is created by direct current voltage applied to the electrodes, characterized in that, in order to improve the accuracy of emanations, by dividing the AC and DC circuits current and symmetry of the stationary electrodes relative to the earth, adjacent stationary electrodes of the electrometer are connected to two series-connected identical: ivleni m, streamlined emym measured current and the measured voltage is connected to the movable electrode and said point sbshoGg soirotivlenin.

2. BiLionsNteneh-ne устройства по и. 1. отличающеес  тем, что измер емое напр жение подключено к двум последовательно соединенным сопротивлени м, между обшей T04KOii которых и подвижным электродом электрометра включено сопротивление, обтекаемое измер емым током.2. BiLionsNteneh-ne devices for and. 1. characterized in that the measured voltage is connected to two series-connected resistances, between the common T04KOii of which and the movable electrode of the electrometer are connected resistance flowed by the measured current.

Приоритет по п. 1 предмета изобретени  от 14 июл  1956 г., по п. 2-от 14 июн  1957 г.The priority of claim 1 of July 14, 1956, of claim 2 through June 14, 1957