SU498561A1 - Voltage measuring device - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области приборостроени  и может быть использовано дл  измерени  высоких напр жений. Уже известны устройства дл  измерени  электричеокого налр жени  при помощи приборов с пьезооолупроеодникОВЫМИ преобразовател ми , содержаш,ие пьезоэлемент, к электродам которого подключено измер емое эле-ктричеокое напр жение, преобразователь меха) дефор:мации в электрическую величину и указатель. Недостатками изве1стных устройств  вл ютс  низка  точность и надежность из мерений и больша  температурна  погрешность. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и надежности измерени  и уменьшение температурной погрешности. Реализаци  поставленной цели достигаетс  за счет того, что преобразователь деформации выполнен в виде удли)1енной в направлении оси X 1кварцевой пластины АТ-среза, снабжепной электродами дл  включени  в схему автогенератора и -механически жестко св занной с торцаМи упом нутого пьезоэлемента , а точки механического соединени  выпол1не 1ных из одного материала пьезоэлемента и пластины резонатора расположены вдоль оси X. На фиг. 1 изображен датчи1К устройства, состо ш,ий из четырех одинаковых пластин пьезоэлемента 1 с впа нными в них электродами 2 и 3, преобразовател  механической деформации в электрическую величину, выполненный в виде кварцевой пластины АТсреза 4 с электрода ми возбуждени  5. Пластины пьезоэлемеита 1 о-бразуют чувствительный элемент датчика, воспринимающий и преобразующий в механическую деформацию измер емое напр жение И-, приложенное к электродам 2 и 3. Ярмо 6 датчика крепитс  к основанию 7 .корпуса датчика при помощи крепежного винта 8. Датчик закрыт корпуСОМ 9. Дл  уменьшени  температурного вли ни  точки механического соединени  пьезоэлемента и пластины 4 выполнены из одного материала и расположены вдоль осей X. Кварцева  пластина АТ-среза с нанесенными на ее поверхности и юклЕОченными в цепь автогенератора , не указанного на чертеже, электродами возбуждени  5, механически жестко соединенна  с торцами пьезоэлемента, выполн ет роль резонатора и служит дл  преобразовани  механической деформации пьезоэлемента , пропорциональной измер емому напр жению , в частоту электрических колебаний f. При приложении измер емого 1нанр жени  U к электродам 2 и 3 пластины 1 пьезоэлемента дефор:мируютс  вдоль оси X. Механическа  деформаци  передаетс  кварцевому резонатору и преобразуетс  с его помопгыо нThe invention relates to the field of instrumentation and can be used to measure high voltages. Already known are devices for measuring electrical current using instruments with a piezoelectric adapter, containing a piezoelectric element, the electrodes of which are connected to the measured electrical voltage, a converter of fur) deformation into an electrical quantity and a pointer. The disadvantages of known devices are low measurement accuracy and reliability and a large temperature error. The aim of the invention is to improve the accuracy and reliability of the measurement and reduce the temperature error. The achievement of this goal is achieved due to the fact that the strain transducer is made in the form of an AT-cut quartz plate 1 x in the X axis direction, provides electrodes for inclusion in the autogenerator circuit and is mechanically rigidly connected to the end face of the piezoelectric element In this case, not 1 in the same material of the piezoelectric element and the resonator plate are located along the X axis. In FIG. 1 shows the sensor of the device, consisting of four identical plates of the piezoelectric element 1 with electrodes 2 and 3 embedded in them, a mechanical deformation transducer into an electrical value, made in the form of a quartz plate AT-slit 4 with excitation electrodes 5. The sensor element is sensed, which perceives and converts the measured voltage I- to mechanical deformation, applied to electrodes 2 and 3. The sensor yoke 6 is attached to the base 7 of the sensor housing using a mounting screw 8. A sensor for covered with a housing 9. To reduce the temperature effect of the point of mechanical connection of the piezoelectric element and plate 4 are made of the same material and are located along the X axis. The quartz AT-cut plate with superimposed 5 O mechanically rigidly connected to the ends of the piezoelectric element, acts as a resonator and serves to convert the mechanical deformation of the piezoelectric element, proportional to the voltage being measured, to an electrically frequency oscillation f. Upon application of the measured 1 nanometer voltage to the electrodes 2 and 3 of the plate 1 of the piezoelectric element, the strain is measured along the X axis. The mechanical deformation is transferred to the quartz resonator and transformed with its help.

33

изменение ЧсТстоты АД,.автогенератора, не указанного на чертеже. Пластины 1 и 4 и  рмо 6 изготовлены из одного материала, и их оси совпадают по «а правлению.the change in the frequency of the AD, the avtogenerator, not indicated on the drawing. Plates 1 and 4 and PMO 6 are made of the same material, and their axes coincide along “a board.

Принципиальна  схема частотно-цифрового киловольтметра, построенного на базе описаниого устройства, представлена на фиг. 2.A schematic diagram of a frequency-digital kilovoltmeter based on the description of the device is shown in FIG. 2

Выход генератора управл емой частоты 10 и генератора опорной частоты И подключены к двум соответствующим входам смесител  12. Выход смесител  12 подключен через фильтр низких частот 13 к цифровому счетчиКу 14.The output of the controlled frequency generator 10 and the reference frequency generator I are connected to two corresponding inputs of the mixer 12. The output of the mixer 12 is connected via a low-pass filter 13 to a digital counter 14.

Под воздействием меха-н-ического напр жени , пропорционального измер емому электричеокому напр жению, происходит изменение резонаисной частоты Д/ кварцевого резонатора генератора управл емой частоты 10.Under the influence of a mechanical voltage, proportional to the measured electrical voltage, there is a change in the resonance frequency D / quartz resonator of the generator of the controlled frequency 10.

Генератор опорной частоты 11 настраиваетс  на частоту генератора управл емой частоты 10.The reference frequency generator 11 is tuned to the frequency of the controlled frequency generator 10.

В смесителе 12 и фильтре низких частот 13 происходит преобразование частот и выделение частоты Д/. Измереиие Д/ может быть осуществлено стандартным цифровым счетчиком .In the mixer 12 and the low-pass filter 13, the frequencies are converted and the frequency D / is selected. Measurement D / can be performed with a standard digital meter.

Предмет изобретени Subject invention

Claims (2)

1. Устройство дл  изме рени  электрического напр жени , содержащее пьезоэлемент, к электродам которого подключено измер емое иапр жение, преобразователь деформации в электрическую величину и указатель, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и надежности измерени , преобразователь деформации выполнен в виде удлиненной в направлении оси X кварцевой пластины АТ-среза, снабженной электродами дл 1. A device for measuring electrical voltage, containing a piezoelectric element, to the electrodes of which a measured voltage is connected, a strain gauge into an electrical quantity and a pointer, characterized in that, in order to increase the accuracy and reliability of the gauge, the strain gauge is shaped as elongated X direction of the quartz plate at-cut, equipped with electrodes for включени  в схему автогенератора и механически жестко св занной с торцами упом нуTOi-Q пьезоэлемента.the inclusion in the circuit of the autogenerator and mechanically rigidly connected with the ends of the said TO-Q piezoelectric element. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью уменьщени  температурной погрешности, точки механического соединени  пьезоэлемента и пластины резонатора , выполненных из одного материала, расположены вдоль осей X.2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to reduce the temperature error, the points of mechanical connection of the piezoelectric element and the resonator plate, made of the same material, are located along the axes X. J.J. П aSfnossHepomoflt А-АP aSfnossHepomoflt A-A 2-Л2-L XX XX XX Фиб 7Fib 7